SLAI Seminar

11月10日（星期一）上午，来自阿卜杜拉国王科技大学的David Keyes教授受深圳河套学院邀请，在B411阶梯教室举办学术报告讲座。本次讲座由罗智泉教授主持，David Keyes教授以“For What Should the Bell Toll?”为主题，讨论了戈登·贝尔奖（Gordon Bell Prize）的演变及其对高性能计算发展的影响，并分享了他对该奖项未来发展方向的见解。

David Keyes教授

·阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）应用数学、计算机科学和机械工程教授

·KAUST创校院长及超级计算机研究中心创始主任

·两次荣获ACM戈登·贝尔奖（Gordon Bell Prize）

·荣获IEEE Sidney Fernbach奖

·SIAM、AMS和AAAS会士

·2024年被HPCWire评为“高性能计算传奇人物”

讲座简介

戈登·贝尔奖在过去三十七年的历史中深刻影响了高性能模拟与大数据统计的发展，对超算中心的运作具有重要导向作用。本次报告中，David Keyes教授介绍了该奖项的演变历程及其带来的积极与消极影响，指出了传统算力评价标准可能引发的资源浪费问题，并针对模拟、学习与量子计算融合的趋势，分享了将“每焦耳科学产出（science per Joule）”作为未来衡量指标的独到见解。

在高性能计算（HPC）蓬勃发展，但能耗问题日益严峻的时代，David Keyes教授深入探讨了HPC领域如何跨越峰值性能与可持续计算之间的鸿沟，分享了他将基础数学思想注入复杂工程问题的探索体会。他强调研究者应“滑向冰球将要到达的地方”，即为未来的计算机架构主动设计算法 ，并追求每焦耳科学（Science per Joule）这一更可持续的新评价指标。

讲座重点剖析了HPC领域的两大核心挑战。

第一个挑战是：以Flops（每秒浮点运算次数）为导向的传统及其带来的能源危机。David Keyes教授指出，戈登·贝尔奖长期以来对峰值性能的关注，在某种程度上助长了“浪费的”浮点运算，为了刷高数据而执行了对科学结果并非必要的计算。

第二个挑战是：如何在算法层面实现这场效率革命。David Keyes教授团队的方案是同时从两个维度利用数据稀疏性来跨越鸿沟：

1.分块低秩：David Keyes教授指出，许多源于物理问题的稠密矩阵存在大量信息冗余。通过低秩压缩，可在不牺牲精度的前提下将存储和通信降低一个数量级，而这才是真正的性能瓶颈。

2.混合精度：团队不再默认使用双精度（FP64），而是主动拥抱硬件趋势。NVIDIA等厂商正转向为AI市场优化的低精度架构。David Keyes教授强调，算法研究者应“滑向冰球将要到达的地方”，主动适应架构的演进。

David Keyes教授已将上述方案成功应用于多个领域。在基因组学中，通过将DNA比较转为INT8整数矩阵乘法，实现了4000倍的加速；在获奖的气候模拟项目，该算法使统计模拟器首次达到了3.5公里的高分辨率，完成了传统PDE方法无法企及的任务 。

在交流环节，与会师生就算法的动态自适应决策，以及算法与AI硬件的协同演进关系，与David Keyes教授进行了深入探讨。