4月14日,中原大地迎来一场静默而深刻的科技变革。位于河南郑州的国家超算互联网核心节点正式宣布,我国迄今最大规模的科学智能计算集群全面投入使用。

这一由超6万张国产AI加速芯片构成的超级计算集群,不仅标志着我国在人工智能驱动科学研究(AI for Science)的算力基础设施领域实现了关键性突破,更意味着中国正以坚实的算力底座,抢占全球第五代科研范式变革的制高点。
从今年2月5日核心节点上线试运行,到如今芯片数量从3万张翻倍至6万张,短短两个多月间,超算互联网平台完成了从初步验证到规模化服务的跨越。它的背后,是一套“数算模用”一体化的国产普惠生态——多元数据集、上千款开源大模型、自然语言驱动的“超级科学计算智能体”,共同构建出一个科研人员触手可及的智能计算新世界。

当前,全球科学研究正经历从实验归纳、理论推演、数值模拟到数据驱动之后的又一次范式跃迁。第五代科研范式——人工智能驱动科学发现,正在重塑从药物设计、材料开发到气候预测、天体物理等几乎每一个学科的前沿探索。然而,这一范式的规模化落地并非仅靠算法创新就能实现,它高度依赖“高端、普惠、易用”的算力基础设施。过去,许多科研团队受限于本地算力不足、集群搭建繁琐、模型部署复杂,难以真正将AI融入日常研究。郑州国家超算互联网核心节点正是为此而生。它以“超算互联网”为骨架,将分散的算力资源通过网络连接成统一的服务平台,用户不再需要关心底层硬件型号、驱动版本、网络配置,只需像使用电力一样按需调用计算能力。
4月14日投用的科学智能计算集群,拥有6万张国产AI加速芯片,综合算力规模与互联带宽均达到国内顶尖水平,成为支撑AI for Science从“盆景”走向“风景”的关键底座。
技术层面,该集群的亮点远不止于芯片数量的翻倍。它实现了从硬件到软件、从数据到模型、从任务拆解到结果交付的全链条优化。首先,集群内所有计算节点通过超高速互连网络实现低延迟通信,能够高效运行千亿乃至万亿参数级别的大模型训练任务,同时也为分子动力学、计算流体力学等传统科学计算场景提供加速。其次,集群深度集成了超算互联网平台的数据与模型生态——平台上汇聚了覆盖生命科学、材料科学、地球科学、能源化工等多个领域的标准化数据集,以及上千款经过适配和优化的开源大模型。科研人员无需再花费数周时间清洗数据、配置环境或调试并行策略,而是可以直接在平台上选择适合的模型与数据,聚焦于科学问题本身。更为关键的是,平台首创了“超级科学计算智能体”战略。这一智能体基于大语言模型构建,能够理解用户的自然语言指令。例如,一位材料学家只需说出“基于第一性原理计算某种钙钛矿材料的电子能带结构,并对比掺杂前后的变化”,智能体便会自动将这一任务拆解为数据准备、模型调用、算力调度、后处理分析等子任务,调用最适合的计算资源执行,最后将可视化结果与原始数据一并交付给用户。整个过程从以往可能耗时数天甚至数周,缩短到数小时乃至更短。
从战略意义上看,郑州核心节点的投用是我国应对全球科技竞争的关键落子。当前,欧美发达国家也在加速布局AI for Science算力设施,例如美国的“NAIRR”(国家人工智能研究资源)计划和欧洲的“AI for Science”卓越网络。而中国的优势在于能够通过超算互联网这样的国家级平台,快速整合全国范围内的算力资源,并依托自主可控的国产加速芯片供应链,避免被“卡脖子”风险。此次集群中的6万张芯片全部为国产AI加速芯片,尽管具体型号尚未完全公开,但从试运行阶段的3万张到如今的6万张,说明国产芯片不仅在产能上实现了跃升,在稳定性、互联效率和计算密度上也达到了规模化部署的要求。这对于我国在人工智能基础软硬件领域建立自主生态,具有里程碑式的意义。与此同时,国家超算互联网核心节点并非郑州的孤岛,而是一个辐射全国的中心枢纽。未来,它还将与各地超算中心、智算中心互联互通,形成覆盖东中西部、兼顾科研与产业的算力网络,真正实现“东数西算”工程在AI科学计算层面的落地。
在应用场景层面,该集群的启用将为多个关键领域带来质的飞跃。以新药研发为例,传统高通量筛选可能需要数月时间,而借助科学智能计算集群,研究人员可以在几天内完成对百万级分子库的虚拟筛选,并利用生成式模型设计出全新结构的先导化合物。在新能源领域,从钙钛矿太阳能电池到固态电解质材料,AI加速的第一性原理计算能够以前所未有的速度预测材料稳定性与电化学性能,大幅缩短“材料基因组”计划的研发周期。在气象与气候变化研究中,超高分辨率的AI替代模型可以替代部分传统数值模式,在保持精度的同时将计算速度提升数个数量级,使极端天气的临近预报和长期气候预估更加及时可靠。此外,在航天航空、核聚变模拟、地震波反演、脑科学与类脑智能等领域,郑州集群所提供的普惠算力都将成为科研团队的“超级外脑”。值得一提的是,由于平台采用自然语言交互和端到端交付模式,那些不熟悉编程或并行计算的一线实验科学家,也能轻松使用顶尖的AI算力,这将极大地降低学科交叉的门槛,释放更多创新潜力。
从运行机制上看,“数算模用”一体化生态是郑州核心节点的灵魂。“数”代表高质量的科学数据集,平台不仅收录公开数据库,还鼓励用户贡献经过标注的特色数据,形成数据共享的良性循环。“算”即6万张国产芯片构成的强大算力池,并支持动态弹性调度,用户可以按需申请,无需长期独占资源。“模”指的是平台上的模型集市,既包括常见的深度学习框架和预训练模型,也提供针对特定科学问题优化的领域模型,用户可直接微调或二次开发。“用”则是以超级科学计算智能体为入口的端到端应用交付,用户只需提出问题,智能体负责调度一切。四者紧密结合,形成从数据到知识、从算力到成果的闭环。根据平台公布的测试数据,在典型科学计算任务中,智能体自动拆解与调度可将科研人员的非研究性工作时间减少约70%,任务整体完成时间平均缩短60%以上。这对于我国庞大的科研人才队伍而言,意味着可以将更多精力回归到创造性思考与实验验证上,从而整体提升国家的原始创新能力。

当然,郑州核心节点的投用只是一个开始。按照公开规划,国家超算互联网将继续推进“超级科学计算智能体”的迭代升级,未来将引入多模态交互、跨学科知识图谱、自动论文生成等更高级的功能。同时,随着国产AI加速芯片向更先进制程和更高集成度演进,集群的芯片数量与单体性能还将持续提升。预计到2026年底,核心节点有望进一步扩容至10万张以上国产芯片,并探索与量子计算原型机的融合调度。更重要的是,超算互联网平台将逐步向企业用户开放,尤其是中小型科技企业、初创团队以及高校学生,通过公益算力和低成本商业并行的方式,真正实现“普惠算力”的初心。可以预见,在不远的将来,一位在中西部普通高校就读的研究生,也能像使用搜索引擎一样便捷地调用国家级科学智能算力,去求解一个复杂的材料计算问题或训练一个用于天文图像识别的深度学习模型——这不仅是技术的胜利,更是科技平权理念的生动体现。
从更宏观的视角看,郑州最大规模科学智能计算集群的投用,是我国在人工智能与高性能计算融合领域的一次系统性布局。它不再满足于建设孤立的“计算中心”,而是构建起一个集数据、算力、模型、应用于一体的协同创新平台。这种“基础设施即服务”的模式,有望催生出大量跨学科、跨机构的新型科研协作范式。例如,平台可以支持“虚拟科研组织”:来自不同城市的几位科学家围绕同一个科学问题,在智能体的协调下共享数据集、接力运行计算任务、在线讨论中间结果,最终共同完成论文。这种高效、开放、智能的科研生态,正是第五代科研范式所呼唤的组织形态。而郑州作为中原地区的科技创新高地,也借助这一核心节点跃升为全国科学智能算力网络的重要枢纽,带动周边地区的数字经济和高端人才集聚。
回顾过去,从“银河”到“神威”,从“天河”到“曙光”,中国超算长期在世界舞台上占据一席之地;进入人工智能时代,算力需求从传统的浮点运算扩展到AI训练与推理,对计算架构、通信带宽和软件栈提出了全新要求。国家超算互联网核心节点在郑州的率先突破,成功探索出一条“以国产芯片为基、以智能体为脑、以生态为血”的科学智能计算新路径。它不仅回应了当下科研对大规模、普惠化算力的迫切需求,更为未来十年乃至更长时间内中国在AI for Science领域保持全球竞争力奠定了基础。当6万颗国产芯片在郑州的机房中同时运转,当无数科研任务通过自然语言被自动拆解、调度和交付,我们看到的不仅是一组冰冷的数字或技术名词,而是一个正在加速到来的、以智能驱动发现的科研新时代。这个时代的大门,已经在中国郑州,正式推开。
夜雨聆风