科技日报记者 陆成宽
长期以来，大量科研软件习惯在外国芯片上运行，一旦移植到国产芯片上，常常“水土不服”。6月29日，一个旨在打通这一堵点的国产计算系统软件生态全栈平台“异算方舟”正式发布，为国产算力配上了一套好用的软件工具箱。
该平台由中国科学院计算机网络信息中心、中国科学技术大学、中国科学院力学研究所和中科曙光等机构联合推出，聚焦国产芯片上科学计算软件“不好用、不好移、不好上手”的现实痛点，提供从底层算法、代码转换到智能应用的一体化解决方案。
如果把科学计算软件比作一座大厦，底层算法就是看不见的地基。地基不牢，上层应用就无从谈起。当前，不少国产芯片虽然硬件性能优异，但缺少针对性的高效算法，导致实际运行效率大打折扣。
为此，“异算方舟”首先夯实的是“算法地基”。一个名叫“九衍枢”的算法库，集成了线性代数、并行计算、流体仿真、生物计算和深度学习等常用领域的16种高性能计算求解器，并针对国产加速卡做了深度适配和优化。实测显示，部分核心模块的计算速度比此前的速度提高超过10倍。“这意味着研究人员在进行大规模仿真或数据分析时，可以大幅节省等待时间，让宝贵的算力资源真正被高效利用。”中国科学院计算机网络信息中心研究员王彦棡说。
算法地基筑牢了，接下来要解决的是软件迁移这个“老大难”问题。过去几十年，全球科学计算领域积累了大量用外国芯片专用编程模型写成的程序代码，这些代码承载着无数科研积累和工程经验，不可能全部推倒重来。但要想在国产芯片上运行，就必须进行代码迁移，这相当于把一本用某种语言写成的巨著逐字逐句翻译成另一种语言，工作量巨大且容易出错。
针对这一痛点，平台亮出了一位聪明的代码“翻译官”——“无界BoundX”。开发者只需将原有的代码片段上传，这个工具就能自动识别其中的逻辑结构，将其转换为国产芯片能够执行的指令，并完成环境适配和编译运行。原本需要数周甚至数月的人工迁移工作，在短时间内就能完成，帮助各类成熟软件和存量科研代码快速在国产算力平台上“安家落户”。
当算法和代码的问题都有了解决方案，如何让一线科研人员和工程师真正上手用起来，同样至关重要。在很多工程仿真领域，比如飞机外形气动分析等，专业软件操作烦琐，参数设置复杂，对使用者的专业技能要求很高，不仅费时，结果还常常因人而异、难以复现。
平台内置的“Agent-HiReFlow”自动化仿真智能体，正是为了解决这个“应用落地难”的问题。它聚焦于流体仿真这一典型场景，研究人员只需用日常语言下达指令，比如“帮我分析一下这个模型在不同速度下的气流变化”，智能体就能自动完成参数配置、启动求解器计算并进行故障诊断。“这就好比给复杂的专业软件装上一位随叫随到的智能助手，大幅降低操作门槛，也让仿真结果更加标准化、可复现，让国产科学软件真正变得平易近人。”中国科学技术大学教授程万解释。
值得注意的是，这三项能力并非彼此孤立。算法库提供最基础的计算动力，代码转换工具打通跨生态迁移的通道，智能应用助手则将底层能力直接送达科研和工程一线。它们层层递进、彼此协同，形成了一个从算法到代码再到应用的完整闭环，合力释放国产芯片的算力潜能，也为当前方兴未艾的人工智能驱动科学研究新范式提供了坚实的底座支撑。
王彦棡表示，国产计算系统软件生态建设是一项系统工程，需要算法库、开发工具、代码迁移和应用支撑等多维度协同发力。下一步，团队将继续深耕人工智能驱动的科学研究、国产GPU 适配、高性能科学计算软件和智能化工具链研发，不断迭代升级“异算方舟”全栈平台，为构建开放、好用、可持续发展的国产科学计算软件生态持续注入动力。
（中国科学院计算机网络信息中心供图）
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