一個飛機(jī)模型在試驗(yàn)風(fēng)洞里，空氣從它的機(jī)翼與機(jī)身流過，形成一層又一層穩(wěn)定的氣流，當(dāng)風(fēng)速加快，空氣的流線開始波浪式擺動，最終隨著速度增大而相互混合、形成不再能分辨的湍流，看起來混沌又無序……

這是流體力學(xué)測試的常見場景，一遍又一遍地測試，只為模擬或預(yù)測真實(shí)的氣流過程，試圖從混沌與無序中找出更多確切的規(guī)則、軌跡來，從而優(yōu)化飛行器設(shè)計(jì)，帶來更好的升力、更強(qiáng)的穩(wěn)定性等。

然而，就如普通人看到的是“一團(tuán)亂麻”，湍流在流體力學(xué)上的極端復(fù)雜性，讓這一過程的精度與效率每向前提升一步都極為艱難。

好在，大模型正在帶來新的可能性。

繼今年5月預(yù)發(fā)布后，最近中國（西安）人工智能高峰論壇上，首個面向飛行器的流體力學(xué)大模型“秦嶺·翱翔”正式發(fā)布。

該大模型是在開源流體計(jì)算軟件風(fēng)雷的基礎(chǔ)上研發(fā)的流體仿真智能化模型，能大大提升湍流研究、流場預(yù)測等能力，輔助飛行器制造工業(yè)再上一個臺階。

在這個大模型背后，昇騰AI的支持不容忽視，而關(guān)于大模型究竟如何實(shí)現(xiàn)深入、良性地發(fā)展，以“秦嶺·翱翔”為標(biāo)桿，昇騰也給出了自己的“造林”打法。

突破艱深技術(shù)難題，大模型面臨新的挑戰(zhàn)

盤點(diǎn)“百模大戰(zhàn)”下各類大模型的價值方向，無非分為兩種：

對既有能力進(jìn)行替代與精進(jìn)，典型如內(nèi)容輸出、智能客服等，原本人工就能做，大模型的到來實(shí)現(xiàn)的是“錦上添花”式的進(jìn)步；

對既有難題進(jìn)行攻克，例如流體力學(xué)、遙感影像識別，原本就是業(yè)界難題，一些癥結(jié)問題困擾多年影響了領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新進(jìn)化，而大模型的到來直接成為攻克這些難題的武器。

“秦嶺·翱翔”面對的，是被諾貝爾獎獲得者費(fèi)曼視作“經(jīng)典物理學(xué)中最后一個尚未解決的重要問題”的湍流問題——一百多年的研究后，湍流至今還沒有成熟的精確理論，一些基本技術(shù)問題仍然得不到理論解釋。

大模型的出現(xiàn)，或能以兼顧精度和效率的方式，解決湍流高效計(jì)算的世紀(jì)難題。

但是，當(dāng)大模型作為解決這種世紀(jì)難題的武器、對特定領(lǐng)域十分艱深技術(shù)難題進(jìn)行突破時，就不再只有算力的支持，而更需要流體力學(xué)學(xué)科專業(yè)知識與底層軟硬件資源方進(jìn)行深度協(xié)同才能共同實(shí)現(xiàn)，大量的問題需要反復(fù)驗(yàn)證與資源適配。

這個時候，昇騰這樣的“資源方”就不能只是“丟出算力資源等待收獲”、做大模型的生態(tài)“圈林”者，而必須針對一棵棵“大樹”都進(jìn)行培育，做大模型生態(tài)的“造林”者。

“秦嶺·翱翔”的“AI湍流大模型模塊”能夠?qū)Χ喑叨葟?fù)雜湍流場實(shí)現(xiàn)更高精度求解，在典型翼型大迎角分離流動、典型翼身組合體跨聲速繞流模擬上，做到了模擬精度、求解效率較傳統(tǒng)模型提高數(shù)倍。此外，“流場預(yù)測大模型模塊”則大大提升了復(fù)雜流場預(yù)測效率，二維翼型流場求解實(shí)現(xiàn)5個數(shù)量級加速，三維機(jī)翼流場預(yù)測的耗時從小時級縮短到秒級，誤差都小于1%。

這些能力，離不開西北工業(yè)大學(xué)張偉偉教授團(tuán)隊(duì)深入的流體力學(xué)學(xué)科專業(yè)知識，而昇騰以大模型生態(tài)的“造林”打法，將這些知識與底層軟硬件資源深入?yún)f(xié)同，幫助實(shí)現(xiàn)更高效的訓(xùn)練、更優(yōu)的算法以及應(yīng)用效率，同樣是重要因素。

以“造林”模式，昇騰助推大模型應(yīng)對挑戰(zhàn)

拆解昇騰如何幫助“秦嶺·翱翔”成長，結(jié)合其他昇騰支持的大模型的發(fā)展，其“造林”模式的三個環(huán)節(jié)顯露出來。

1、提供充分肥沃的“土壤”

在看待不同類型的大模型發(fā)展前，充分的算力服務(wù)支持始終是基礎(chǔ)——大樹長得好不好，后天環(huán)境先不論，腳下的土壤肥力供給首先必須到位。

“秦嶺·翱翔”由西安人工智能計(jì)算中心提供訓(xùn)練和部署一站式解決方案，該計(jì)算中心基于昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件平臺，由地方政府主導(dǎo)建造，為研究人工智能的高校、企業(yè)及科研院所提供精準(zhǔn)可靠的模型訓(xùn)練及推理服務(wù)。

作為西部首個、全國第二的大規(guī)模人工智能算力集群，該計(jì)算中心以澎湃的算力和服務(wù)大大加速了地區(qū)的大模型發(fā)展速度，除了讓“秦嶺·翱翔”實(shí)現(xiàn)高效訓(xùn)練與部署，還支撐了“秦嶺·遙感腦大模型”、“秦嶺·秦川交通大模型”等的發(fā)展。

截止今年6月，西安人工智能計(jì)算中心已經(jīng)運(yùn)算達(dá)30億億次，這些“營養(yǎng)”被源源不斷輸送到各種攻克前沿難題的大模型中，保障它們成長的基本能量。

2、促進(jìn)扎實(shí)快速地“生長”

搞定基礎(chǔ)能量供給后，“造林”模式還需要根據(jù)生長需要，全程扶助大模型這棵“大樹”成長。

在“秦嶺·翱翔”的成長過程中，基于硬件和AI框架昇思MindSpore提供親和優(yōu)化及技術(shù)支撐，并基于AICC共同針對分布式并行進(jìn)行對接、開發(fā)和優(yōu)化，對算法、軟件、算子、共同進(jìn)行探索及創(chuàng)新。

可以說，正因?yàn)橛辛穗p方在模型算法設(shè)計(jì)、混精加速以及與風(fēng)雷耦合并行優(yōu)化等方面進(jìn)行的聯(lián)合創(chuàng)新及驗(yàn)證，“秦嶺·翱翔”才能體現(xiàn)出攻克傳統(tǒng)領(lǐng)域難題的力度。

實(shí)際上，在“秦嶺·翱翔”之前，與此類似的一棵棵大樹扶持的“造林”做法，昇騰已進(jìn)行多時。

早在2021年9月，中國科學(xué)院自動化研究所就發(fā)布了全球首個千億參數(shù)的多模態(tài)大模型“紫東太初”1.0，該大模型依托昇騰AI澎湃算力與昇思AI框架打造，在武漢人工智能計(jì)算中心支持孵化?，F(xiàn)在，這棵大模型的“大樹”已經(jīng)進(jìn)一步成長到了2.0版本的全模態(tài)大模型形態(tài)。

此外，今年8月，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布了首個面向跨模態(tài)遙感數(shù)據(jù)的生成式預(yù)訓(xùn)練大模型“空天·靈眸”，也是由空天院聯(lián)合北京昇騰人工智能生態(tài)創(chuàng)新中心技術(shù)團(tuán)隊(duì)打造。

一棵又一棵，昇騰一步步“造”出自己的大模型生態(tài)之林。

3、打造始終適宜的“成長環(huán)境”

一棵大樹能不能長好、最終開花結(jié)果，除了土壤與栽培，氣候等外部生長環(huán)境同樣重要。

對注定要改變時代的大模型而言，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，一路走來都需要良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持，“蒙眼狂奔”式的創(chuàng)新最終走不出優(yōu)質(zhì)的大模型。

“秦嶺·翱翔”成長的重要產(chǎn)業(yè)生態(tài)背景，是早在2022年9月，由中國空氣動力學(xué)會指導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)軍人物和30多家全球頭部流體力學(xué)高校、科研院所與龍頭企業(yè)就共同組建了“智能流體力學(xué)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體”，其中昇騰AI等人工智能技術(shù)成為重要基礎(chǔ)。

“秦嶺·翱翔”的預(yù)發(fā)布，正是在第二屆智能流體力學(xué)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體大會上。

通過助推產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體的成立，昇騰已經(jīng)為大模型的成長塑造了良好的外部產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，正在推進(jìn)創(chuàng)新成果涌現(xiàn)并即刻對接到產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去。在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，“秦嶺·翱翔”可以耦合hpc為數(shù)值求解軟件提供底層能力，推動工業(yè)軟件自立自強(qiáng)和跨越式發(fā)展；也可以直接替代流場求解器，在企業(yè)內(nèi)部直接針對具體場景需求使用。

在產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體推進(jìn)下，下一步，大飛機(jī)、運(yùn)載火箭、葉輪機(jī)械等前沿制造業(yè)領(lǐng)域都將受益于“秦嶺·翱翔”。

“造林”模式可能在數(shù)量上沒有“圈林”那么快，但每一個大模型的出現(xiàn)，都是能真正改變社會的“精品”。

結(jié)語

數(shù)千年的人類歷史，科技快速發(fā)展只在近一二百年，無數(shù)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域的經(jīng)典難題還在等待解決，大模型幫助提升流體力學(xué)求解精度和效率，證明了在這方面的潛力。

由此，大模型也在改變舊有的國際技術(shù)競爭追趕機(jī)制，讓后進(jìn)者能夠繞開漫長的、只能依賴時間進(jìn)程的能力積累過程，直接實(shí)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)突破。

目前，除了“秦嶺·翱翔”、“紫東太初”、“空天·靈眸”，昇騰還原生支持及適配了超過50多個業(yè)界主流大模型，逐漸成為科研機(jī)構(gòu)大模型創(chuàng)新的首選。當(dāng)大模型成為我國在相關(guān)領(lǐng)域彎道超車的重要機(jī)會，業(yè)界無疑需要基礎(chǔ)軟硬件資源方以“造林”模式深度投入，才能確保攻克難題的大模型武器有足夠力量，如此，“造林”邏輯也超越產(chǎn)業(yè)，成為國家競爭的一種必要。