Шанхайский университет Цзяотун (Shanghai Jiao Tong University (SJTU) создал крупнейшую в Китае платформу интеллектуальных вычислений для университетов, которая способствует развитию образования, научных исследований и управления. Данная платформа сформировала новую модель интеллектуальной научно-исследовательской деятельности, основанную на концепции «вычисления + X», и изменила ландшафт интеллектуального управления кампусом с помощью искусственного интеллекта.
Предыстория проекта
Шанхайский университет Цзяотун (SJTU) — один из старейших и наиболее престижных университетов Китая, ведущий свою историю с 1896 года, когда он был основан как Наньянская общественная школа. Спустя 130 лет академического развития SJTU превратился в первоклассный, всемирно известный университет, отличающийся комплексностью, инновационностью и международной ориентацией.
Искусственный интеллект стал национальной стратегией Китая. Под влиянием волны «ИИ+» университеты превращаются в важные базы для технологических инноваций в области ИИ и подготовки кадров. SJTU, в частности, запустил «Десять политик в области ИИ» (Ten AI Policies), сосредоточив внимание на таких программах, как «Развитие ИИ дисциплин» (AI Discipline Advancement), «ИИ для науки» (AI for Science Seed Program), «план действий в области ИИ» (AI Action Plan), «интеллектуальные «Свободные искусства и науки» (Smart Liberal Arts) и «ИИ в инженерном деле» (AI for Engineering).
Потребности университета
Чжиюань-1 (Zhiyuan-1): крупнейшая в Китае платформа ИИ для университетов
Мировая образовательная отрасль внедряет инновационные ИКТ, такие как ИИ и большие данные, во всё больших масштабах и с возрастающей глубиной. Эти новейшие разработки способствуют развитию педагогических инноваций, повышению эффективности и качества подготовки кадров. Традиционные модели теоретического обучения больше не могут удовлетворять рыночный спрос на универсальных специалистов. Обучение на базе ИИ становится мостом, соединяющим теорию с практикой.
В состав SJTU входят 40 школ и подразделений, 13 аффилированных больниц, 13 исследовательских организаций, 77 программ бакалавриата и около 50 000 студентов. Когда университет запустил «Десять политик в области ИИ», при реализации возник ряд вызовов. Первая проблема, с которой столкнулся SJTU, — резкий рост потребности в вычислительных мощностях. Научно-исследовательская вычислительная платформа университета охватывает большинство дисциплин. Среди этих направлений более 500 курсов уже прошли трансформацию с использованием ИИ. Это привело к тому, что загрузка вычислительной платформы университета на протяжении нескольких лет превышала 90%, приближаясь к насыщению.
В 2025 году SJTU совместно с партнерами по экосистеме создал интеллектуальную вычислительную платформу «Чжиюань-1». Объединив аппаратные и программные средства, такие как Ascend AI, серверы Kunpeng, платформу разработки ИИ ModelArts, а также технический опыт партнеров, «Чжиюань-1» стала крупнейшей в Китае университетской платформой интеллектуальных вычислений, обладающей вычислительной мощностью 633 Петафлопс и емкостью хранилища 13 ПБ. С момента запуска в декабре 2024 года платформа «Чжиюань-1» обеспечила локальное развёртывание и облачное применение кластеров Ascend на тысячи карт. Это позволило эффективно передавать данные и вычислительные ресурсы, эффективно поддерживая обучение базовых моделей с объемом параметров в сотни миллиардов. Чтобы дополнительно снизить порог использования вычислительных мощностей и сделать вычислительные ресурсы более доступными, SJTU интегрировал «Чжиюань-1» в свою платформу высокопроизводительных вычислений (HPC). Это обеспечило эффективное и интенсивное предоставление вычислительных ресурсов, решив многие типичные проблемы университетских вычислительных центров. Платформа теперь предоставляет преподавателям и студентам комплексные услуги, такие как подача заявок на вычислительные мощности, управление заданиями, доступ к учетным записям, а также готовые к использованию сервисы на основе ИИ. Данные сервисы охватывают научные исследования, практическое обучение и аудиторные эксперименты, превращая ИИ-вычисления в такой же важный ресурс кампуса, как вода, электричество и газ. Можно смело сказать, что «Чжиюань-1» стал для SJTU супер-фабрикой вычислительных мощностей.
Чтобы удовлетворить растущие, усложняющиеся и дифференцированные потребности образования и научных исследований, SJTU модернизировал и оптимизировал свои вычислительные мощности, системы хранения и сети с учетом специфики сценариев применения, стремясь добиться более быстрых вычислений, более экономичного хранения и более эффективного использования ИКТ-ресурсов.
SJTU требовались передовые технологии для создания эффективных и безопасных высокопроизводительных центров хранения данных и вычислительных кластеров. Также необходимо было объединить экосистему программного обеспечения для централизованного планирования данных и управления вычислительными мощностями. Для повышения доступности системы требовалась визуализированная и упрощенная система эксплуатации и обслуживания.
Новые направления цифровой и интеллектуальной модернизации: фокус на трансформацию хранения и вычислений
SJTU планировал реструктуризировать существующую ИТ-инфраструктуру, разделив ранее объединённую вычислительную среду на две параллельные системы: пул ресурсов хранения и пул вычислительных ресурсов.
В этих условиях университет внедрил облачную платформу ИИ и решение для научных вычислений от Huawei, чтобы обеспечить передовое хранение данных с использованием конвергентной, многоуровневой и сегментированной архитектуры. Также была проведена модернизация аппаратной среды и вычислительных ресурсов, что позволило обеспечить беспрепятственный обмен данными и эффективную передачу вычислительных мощностей без взаимных помех.
На облачной платформе ИИ SJTU управляет крупномасштабными вычислительными кластерами Ascend, что обеспечивает высокопараллельное обучение на кластерах на тысячи карт, а также стабильное и надёжное обучение базовых моделей с объёмом параметров в сотни миллиардов. Благодаря использованию Huawei Cloud ModelArts — интегрированной платформы разработки для обучения, тестирования и развертывания моделей — SJTU достиг линейной производительности обучения на кластерах с тысячами карт, соответствующей лучшим отраслевым показателям. Это стало возможным благодаря передовой технической архитектуре и алгоритмическому дизайну платформы, а также широким возможностям по обучению и оптимизации моделей. Кроме того, платформа поддерживает быстрое восстановление после сбоев в кластере и автоматическое восстановление заданий ИИ, что создаёт прочную основу для углублённых фундаментальных исследований архитектуры ИИ следующего поколения и междисциплинарных прикладных исследований.
В части аппаратных вычислительных ресурсов SJTU создал высокопроизводительную вычислительную базу с использованием высокопроизводительных процессоров Kunpeng ARM и развернул серверы для обучения ИИ Ascend, сформировав гетерогенную конвергентную вычислительную архитектуру. Кроме того, университет объединил различные типы процессорных ресурсов (CPU, NPU, FPGA) и внедрил интеллектуальные алгоритмы планирования для мониторинга загрузки каждого узла. Вычислительные мощности динамически распределяются в зависимости от вычислительных особенностей сценариев использования, что обеспечивает высокую эффективность использования вычислительных ресурсов.
В области аппаратных ресурсов хранения SJTU тщательно спланировал и развернул высокопроизводительные и высокоёмкие распределённые кластеры хранения на основе Huawei OceanStor Pacific Distributed Storage, чтобы удовлетворить потребности в высокоскоростном доступе к большим объёмам данных различных типов. Для данных с разными характеристиками в различных сервисных сценариях — таких как учебные материалы, данные научных экспериментов и лингвистические ресурсы — были разработаны дифференцированные политики хранения. Часто используемые «горячие» данные размещаются в высокоскоростном кэш-слое, обеспечивая время отклика в миллисекундах. «Холодные» данные хранятся на носителях большой ёмкости с оптимальной стоимостью, что позволяет оптимизировать общие расходы на хранение.
Инновации и развитие на основе ИИ для университета с вековой историей
Решение для научных вычислений от Huawei помогло SJTU вывести свою платформу высокопроизводительных вычислений (HPC) на новый уровень. Это решение обеспечивает эффективное развертывание модели DeepSeek, позволяя достичь прорывной производительности в сценариях с высокой степенью параллелизма, экономически эффективного развертывания инференса базовых моделей и значительного повышения энергоэффективности. Благодаря этому эффективно поддерживаются повседневная образовательная, научно-исследовательская и управленческая деятельность SJTU. Для полного использования вычислительной платформы университет создал специализированную команду вычислительных сервисов, насчитывающую почти 30 ключевых сотрудников, что сформировало «модель вычислительных сервисов SJTU». Команда использует новую модель «вычисления + X» для поддержки научных исследований и управления кампусом, создавая новую интеллектуальную среду на базе ИИ.
В области научных исследований с поддержкой ИИ SJTU создал гетерогенную базу высокопроизводительных вычислений для поддержки развития на высоком уровне естественных наук, инженерии, медицины, гуманитарных и других дисциплин.
В сфере управления и сервисов с поддержкой ИИ SJTU разработал интеллектуальную систему эксплуатации и обслуживания на основе интеллектуальных двойников кампусной сети Huawei и модели DeepSeek, преобразовав услуги по эксплуатации, администрированию и обслуживанию сети (OAM) из ИТ-ориентированных в интеллектуально-поддерживаемые. Благодаря этим достижениям SJTU занял первое место в номинации «Автономные сети» на конкурсе инноваций в применении технологии IPv6, задав эталон построения кампусных сетей для университетов по всему миру. Собственные приложения SJTU, такие как «Мой SJTU» и «Цифровой сотрудник», предоставляют онлайн-услуги, голосовое взаимодействие на базе ИИ и адаптированы для HarmonyOS, выполняя функции мобильных сервисных центров. Интеллектуальное управление кампусом неуклонно развивается, обеспечивая более удобные и эффективные сервисы для преподавателей и студентов.
В области программирования с поддержкой ИИ система обеспечивает мгновенную обратную связь о потенциальных проблемах в процессе ввода кода студентами, сокращая время на отладку. В области интеллектуальных вопросов-ответов система быстро понимает вопросы и намерения пользователей, точно извлекает релевантную информацию из базы знаний и предоставляет ответы. При чтении научных статей с поддержкой ИИ система использует передовые технологии обработки естественного языка и алгоритмы текстового анализа для быстрого разбора академических публикаций и автоматического составления аннотаций.
Си Лифэн, исполнительный вице-президент SJTU, отметил: «Заглядывая в будущее, SJTU продолжит углублять стратегическое сотрудничество с Huawei для создания устойчивой, саморазвивающейся и конкурентоспособной на мировом уровне экосистемы применения ИИ, чтобы развивать совместные инновации в таких сценариях, как „ИИ + образование“, научные исследования и управление. Вместе с отраслевыми партнерами, включая Huawei, SJTU откроет новую главу, достигнет выдающихся результатов через непрерывное накопление опыта и создаст новую концепцию цифровой и интеллектуальной трансформации высшего образования».