经典重庆
标题:
科研利器上新！这款重庆造计算“神器”让科研人员坐着“火箭”做研究
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作者:
两江风
时间:
2024-5-17 19:47
标题:
科研利器上新！这款重庆造计算“神器”让科研人员坐着“火箭”做研究
俗话说，“工欲善其事，必先利其器”。在搞科研的过程中，怎少得了“利器”加持。由上海交通大学重庆人工智能研究院（下称研究院）自主研发的国内首款多体智能软件“微著”，更是犹如科研“神器”，让科研人员的科研之路“一路开挂”，从“开汽车”升级为“坐火箭”！
5月16日，记者从研究院获悉，“微著”首款旗舰产品——随机分批分子动力学(Random Batch Molecular Dynamics）模拟软件云计算平台（下称RBMD）近日正式上线，并邀请科研人员实测体验。
▲ RBMD科学计算平台界面。受访单位供图
“见微知著”探索自然和社会
填补我国在多体问题微观仿真领域的空白
这款科研“神器”究竟有多神？要解答这个问题，首先要搞清楚什么是多体。
“在科幻小说《三体》中，三体人所在星系，有3个‘太阳’。它们在相互引力作用下，发生着极其复杂的运动，且规律难以预测。试想一下，如果有千万个、甚至上亿个‘太阳’呢？”RBMD项目负责人赵腾博士说，三体问题难以解决，推广到多体问题则更难解决了。
但是，从微观到宏观，多体问题在自然界和社会中广泛存在。一代代科学家为之困扰，也不懈地研究探索。上海交通大学自然科学研究院、重庆人工智能研究院院长金石也是其中之一。
多年来，他带领团队原创“随机分批”系列算法，并以此为基础，自主研发出针对多体问题的“微著”软件，于去年9月正式发布。
“‘微著’寓意‘见微知著’，就是以微观尺度的多体粒子为模拟手段探索自然和社会。”赵腾表示，作为一款通用科学计算平台，它可以从微观到宏观、对不同尺度问题进行模拟，快速求解超大规模多体问题，应用于材料科学、生物医药、社会科学、群体智能等诸多领域，填补我国在多体问题微观仿真领域的空白。
作者:
两江风
时间:
2024-5-17 19:47
为科研装上“加速器”
RBMD的多核CPU并行效率高达95%
作为“微著”的旗舰产品，RBMD是如何帮助科研人员“坐上火箭”的？
“以材料科学为例，从微观世界来看，一种材料就是由上亿个粒子组成的复杂系统，好比是三体人所在的星系有上亿个‘太阳’。”赵腾介绍，尽管这个系统很复杂，但RBMD拥有强大的“超算中心”，如果要进行材料性能优化，它可以通过模拟计算，找出上述粒子的运动规律，得到相关参数和条件，并给出最优解决方案，让科研人员在此基础上展开实验。
值得一提的是，对比现有主流的科学计算软件，RBMD的多核CPU并行效率实现大幅提升，高达95%。
“并行效率是衡量计算速度的重要指标之一。”赵腾解释，打个比方来说，如果RBMD和现有主流软件都拥有一个“超算中心”，各自的CPU内核（即计算引擎）数量均为10000个。运行时，RBMD能调动9000个核工作，而现有软件只能调动两三千个核工作，大部分核都在“摸鱼”，因此，RBMD能算得更快。
换言之，RBMD不仅能像导航系统一样为科研“指路”，还能给科研装上“加速器”，大幅提升科研计算效率，缩短研发周期，为原始创新、应用技术开发和成果转化赋能。
据悉，上个月，国家超算互联网平台正式上线，研究院受邀参加上线仪式并加入超算联合体。目前，RBMD正与超算互联网平台进行深度对接，并计划于6月正式入驻。在原创算法的基础上，有了国家超算互联网的强大算力资源加持，软硬件协同加速，RBMD就能为使用者提供更好的服务和体验。
作者:
两江风
时间:
2024-5-17 19:48
已在科研项目中应用
项目前期研究模拟时间减少一半
据悉，“微著”团队目前已与国内多家高校科研团队合作，在科研项目中进行应用。
比如，在上海交大团队的一项有关全固态电池的项目研究中，RBMD已经展露了拳脚。
“固态电池作为一种新兴技术，是储能技术发展的重要方向。它是使用固态电解质替代了传统液态锂电池中的电解液和隔膜，因此，固态电解质会直接影响电池的性能。”赵腾介绍。
此前，科研人员实验发现，随着电池反复充放电，固态电解质的性能会有所损失。
为何会如此？如何让电池保持性能？为解决这些“肉眼看不见”的问题，“微著”团队通过建模、计算、分析，将微观世界可视化，开展项目前期研究，并从中“揪”出锂离子电导率衰减是导致固态电解质性能损失的“凶手”。
与此同时，团队还通过模拟实验，给出了精准调控这一指标的最优方案，比如在原有材料的基础是加入什么材料、加多少量等，让锂离子电导率维持在较高水平。有了这样的精准指引，科研人员再进行实际的实验，以及开展后续的科研工作，就达到了事半功倍的效果。
作者:
两江风
时间:
2024-5-17 19:49
▲上海交通大学重庆人工智能研究院工作人员正在工作。雷键 摄
“前期研究目前已经完成，实践证明，科研计算效率大幅提高，的确让我们的模拟时间比传统算法减少了一半。”赵腾说。
此外，他还表示，除了软硬件协同加速以外，RBMD还具有“平台开放、代码开源”“国产芯片适配”等优势，让科研人员可以广泛应用，同时解决了在多体问题模拟领域的“卡脖子”问题。
据了解，相关人士如对RBMD感兴趣，可通过support_wz@sciai.com.cn预约使用。
作者:
下江人
时间:
2024-5-17 20:22
作者:
ZGCQEXB
时间:
2024-5-18 12:05
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