第412章 超算
在楊-米爾斯質量間隙框架里他用過的那套商空間降維，本質上就是把高維強耦合系統映射到低維可解空間的方法。
規範場的構型空間被投影到和樂群的商空間上，冗餘自由度去掉之後，原本複雜到不可解的強耦合問題就變成了一個簡單的凸優化問題。
而材料設計的變量空間和規範場的構型空間，在數學結構上有很深的相似性，它們都是高維的，還都存在大量的冗餘，很多不同的成分組合最終在宏觀性能上高度相近。
如果能把這套數學工具移植過來，把材料設計的高維變量空間裡的冗餘自由度全部商掉，映射到一個低維的有效設計空間裡，在那個空間上用凸優化直接求解全局最優解，逆向設計就真的能實現了。
邏輯上是通的。
但是這個方法也不是那麼容易就能走通的。
這套全新的材料逆向設計框架，核心依託商空間降維與凸優化求解，而整個運算體系的前提，是要先搭建出精準、完備的材料序參量空間。
想要完成這一步，就必須先吸納海量的已知金屬材料實測數據作為基底。
無論是不同合金體系的成分參數、微觀結構特徵，還是高低溫、強應力、氧化腐蝕等複雜工況下的服役性能數據，缺一不可。
只有依託海量樣本，才能精準提取多尺度材料結構的核心特徵，擬合出高維變量空間的幾何輪廓，為商空間的冗餘自由度剔除、高維空間降維映射提供支撐。
而樣本量越少，空間擬合的偏差就會越大，最終求解出來的最優工藝與成分組合，就會徹底偏離實際可用的範圍。
可問題也就隨之而來了。
這套材料設計體系囊括了上百維非線性耦合變量，每一組數據的疊代運算、每一次空間拓撲結構的校準，都伴隨著海量的矩陣運算、特徵拆解與維度擬合。
而且不同於傳統單一參數的仿真模擬，它是對整個高維強耦合系統的全域求解。
這種級別的運算量，早就超出了普通伺服器、集群算力的承載上限了。
常規算力不僅運算速度杯水車薪，無法支撐海量樣本的批量疊代，更難以處理高維矩陣疊加的龐雜算力負荷，哪怕開啟滿負荷運算，想要完成一次完整的空間構建與優化求解，至少也需要數年的時間，如果是這樣的話，那也就完全失去了科研疊代的意義了。
更關鍵的是，超高維度的運算會產生海量的中間矩陣與疊代數據，複雜度根本沒辦法進行人工復盤、校準與修正。
換言之，想要落地這套逆向材料設計框架，必須依託超算級別的極致算力，才能在可控的周期內完成高維空間建模、樣本訓練和全局最優解求解。
所以說，他還需要一台超算。
說到超算，腦子裡第一時間跳出了錢衛華的名字。
之前兩人在群論和自監督學習在超算調度中的應用上有過郵件往來，錢衛華對他那套基於群論的稀疏矩陣分解算法極感興趣，當時還在郵件里半開玩笑地說過肖教授要是哪天需要跑超算，一定要來找我們。
肖宿當時沒太在意這句話，現在想來，倒是正好能用上。
……
第二天一早，商務車沿著環路開了將近四十分鐘，最後停在一片占地面積驚人的科技園區里。
國家算力研究院。
和航天科工那種沉默厚重的灰色廠房完全不同，這裡是一片用玻璃和鋼材打造的未來主義建築群。
流線型的外立面在八月的陽光下反射出柔和的藍灰色光芒，樓與樓之間由懸空的玻璃連廊連接，從空中俯瞰的話，整個園區看起來像一塊巨大的電路板，每一棟樓是一個核心處理器，連廊是它們之間的數據總線。
肖宿選擇這裡的原因也很簡單，那就是天河系列在混合精度計算和稀疏矩陣運算方面的能力是國際領先的，而這兩項恰好也是他的商空間降維框架最吃算力的部分。
在國際超算領域，美國橡樹嶺的Frontier和阿貢的Aurora雖然浮點峰值比較高，但是對稀疏矩陣的親和力一直是個軟肋。
而日本富岳的架構雖然在內存帶寬上有優勢，但是調度策略是偏保守的，跑非標準圖計算任務的時候效率掉得很厲害。
天河從一開始就沒追過單純的Linpack排名，反而在實際科研應用的適配性上走得更遠，這對他的框架來說也是最重要的。
車停穩的時候，錢衛華已經站在門口等著了。
他身後跟著幾個學生和研究員，有年輕的面孔也有沉穩的老工程師。
肖宿到的時候，所有人不約而同地微微踮了一下腳尖，目光越過前面人的肩膀往他的方向看來。
錢衛華的心裡其實比外表看起來要興奮得多。
上次和肖宿的郵件往來雖然只有寥寥數語，但是他那套基於群論的稀疏矩陣分解算法給他留下了極深的印象，後來他帶著調度組做了簡化版的驗證實驗，任務調度效率直接飆了將近百分之四十，當時整個調度組都傻了。
從那天起他就一直盼著能再和肖宿當面聊一次，今天總算是把人等來了。
看著肖宿走近，他快步迎了上去，用力握住了肖宿的手。
「肖教授，歡迎歡迎！」
錢衛華的聲音裡帶著不加掩飾的期待，「上次郵件里聊完之後，我就一直盼著你能來咱們算力中心看看呢，你之前說的那套調度算法我們已經驗證過了，效果出人意料的好啊。」
肖宿點了點頭，對他所說的算法效果沒什麼意外的。
「錢院士，這次我來是有個項目需要用一下超算。」
「當然，沒問題！走，咱們先進去再說。」
錢衛華做了個請的手勢，轉身帶路的時候已經在心裡盤算開來了。
肖宿這種級別的學者，肯定不會為了跑個普通的計算專門跑一趟的，能讓對方親自登門的項目，分量一定不輕，這次說不定又能見識到什麼新東西了。
古菱跟在隊伍最後面，偷偷打量著肖宿的背影。
她今年剛博士畢業留院，做的是大規模圖計算方向，之前聽錢院士在組會上不止一次提過肖宿的名字，每次提起的時候錢院士的語氣都帶著一種很少見的敬佩，後來又多次在新聞上看到這個天才的豐功偉績，心裡早就對肖宿充滿了好奇了。
現在看到真人，她腦子裡卻只有一個念頭：這也太年輕了吧。
規範場的構型空間被投影到和樂群的商空間上，冗餘自由度去掉之後，原本複雜到不可解的強耦合問題就變成了一個簡單的凸優化問題。
而材料設計的變量空間和規範場的構型空間，在數學結構上有很深的相似性，它們都是高維的，還都存在大量的冗餘，很多不同的成分組合最終在宏觀性能上高度相近。
如果能把這套數學工具移植過來，把材料設計的高維變量空間裡的冗餘自由度全部商掉，映射到一個低維的有效設計空間裡，在那個空間上用凸優化直接求解全局最優解，逆向設計就真的能實現了。
邏輯上是通的。
但是這個方法也不是那麼容易就能走通的。
這套全新的材料逆向設計框架，核心依託商空間降維與凸優化求解，而整個運算體系的前提，是要先搭建出精準、完備的材料序參量空間。
想要完成這一步，就必須先吸納海量的已知金屬材料實測數據作為基底。
無論是不同合金體系的成分參數、微觀結構特徵，還是高低溫、強應力、氧化腐蝕等複雜工況下的服役性能數據，缺一不可。
只有依託海量樣本，才能精準提取多尺度材料結構的核心特徵，擬合出高維變量空間的幾何輪廓，為商空間的冗餘自由度剔除、高維空間降維映射提供支撐。
而樣本量越少，空間擬合的偏差就會越大，最終求解出來的最優工藝與成分組合，就會徹底偏離實際可用的範圍。
可問題也就隨之而來了。
這套材料設計體系囊括了上百維非線性耦合變量，每一組數據的疊代運算、每一次空間拓撲結構的校準，都伴隨著海量的矩陣運算、特徵拆解與維度擬合。
而且不同於傳統單一參數的仿真模擬，它是對整個高維強耦合系統的全域求解。
這種級別的運算量，早就超出了普通伺服器、集群算力的承載上限了。
常規算力不僅運算速度杯水車薪，無法支撐海量樣本的批量疊代，更難以處理高維矩陣疊加的龐雜算力負荷，哪怕開啟滿負荷運算，想要完成一次完整的空間構建與優化求解，至少也需要數年的時間，如果是這樣的話，那也就完全失去了科研疊代的意義了。
更關鍵的是，超高維度的運算會產生海量的中間矩陣與疊代數據，複雜度根本沒辦法進行人工復盤、校準與修正。
換言之，想要落地這套逆向材料設計框架，必須依託超算級別的極致算力，才能在可控的周期內完成高維空間建模、樣本訓練和全局最優解求解。
所以說，他還需要一台超算。
說到超算，腦子裡第一時間跳出了錢衛華的名字。
之前兩人在群論和自監督學習在超算調度中的應用上有過郵件往來，錢衛華對他那套基於群論的稀疏矩陣分解算法極感興趣，當時還在郵件里半開玩笑地說過肖教授要是哪天需要跑超算，一定要來找我們。
肖宿當時沒太在意這句話，現在想來，倒是正好能用上。
……
第二天一早，商務車沿著環路開了將近四十分鐘，最後停在一片占地面積驚人的科技園區里。
國家算力研究院。
和航天科工那種沉默厚重的灰色廠房完全不同，這裡是一片用玻璃和鋼材打造的未來主義建築群。
流線型的外立面在八月的陽光下反射出柔和的藍灰色光芒，樓與樓之間由懸空的玻璃連廊連接，從空中俯瞰的話，整個園區看起來像一塊巨大的電路板，每一棟樓是一個核心處理器，連廊是它們之間的數據總線。
肖宿選擇這裡的原因也很簡單，那就是天河系列在混合精度計算和稀疏矩陣運算方面的能力是國際領先的，而這兩項恰好也是他的商空間降維框架最吃算力的部分。
在國際超算領域，美國橡樹嶺的Frontier和阿貢的Aurora雖然浮點峰值比較高，但是對稀疏矩陣的親和力一直是個軟肋。
而日本富岳的架構雖然在內存帶寬上有優勢，但是調度策略是偏保守的，跑非標準圖計算任務的時候效率掉得很厲害。
天河從一開始就沒追過單純的Linpack排名，反而在實際科研應用的適配性上走得更遠，這對他的框架來說也是最重要的。
車停穩的時候，錢衛華已經站在門口等著了。
他身後跟著幾個學生和研究員，有年輕的面孔也有沉穩的老工程師。
肖宿到的時候，所有人不約而同地微微踮了一下腳尖，目光越過前面人的肩膀往他的方向看來。
錢衛華的心裡其實比外表看起來要興奮得多。
上次和肖宿的郵件往來雖然只有寥寥數語，但是他那套基於群論的稀疏矩陣分解算法給他留下了極深的印象，後來他帶著調度組做了簡化版的驗證實驗，任務調度效率直接飆了將近百分之四十，當時整個調度組都傻了。
從那天起他就一直盼著能再和肖宿當面聊一次，今天總算是把人等來了。
看著肖宿走近，他快步迎了上去，用力握住了肖宿的手。
「肖教授，歡迎歡迎！」
錢衛華的聲音裡帶著不加掩飾的期待，「上次郵件里聊完之後，我就一直盼著你能來咱們算力中心看看呢，你之前說的那套調度算法我們已經驗證過了，效果出人意料的好啊。」
肖宿點了點頭，對他所說的算法效果沒什麼意外的。
「錢院士，這次我來是有個項目需要用一下超算。」
「當然，沒問題！走，咱們先進去再說。」
錢衛華做了個請的手勢，轉身帶路的時候已經在心裡盤算開來了。
肖宿這種級別的學者，肯定不會為了跑個普通的計算專門跑一趟的，能讓對方親自登門的項目，分量一定不輕，這次說不定又能見識到什麼新東西了。
古菱跟在隊伍最後面，偷偷打量著肖宿的背影。
她今年剛博士畢業留院，做的是大規模圖計算方向，之前聽錢院士在組會上不止一次提過肖宿的名字，每次提起的時候錢院士的語氣都帶著一種很少見的敬佩，後來又多次在新聞上看到這個天才的豐功偉績，心裡早就對肖宿充滿了好奇了。
現在看到真人，她腦子裡卻只有一個念頭：這也太年輕了吧。