中國工程院院士鄭緯民：恰逢其時，布局高性能圖計算戰略高點

2021-04-08 18:20

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創：譚婧

“圖越來越大，大到一定程度以后，計算機算起來就困難了。要想算得快，處理得好，必須有高性能圖計算?！?/p>

這番話出自于中國工程院院士、清華大學教授、中國計算機學會前理事長鄭緯民院士，發表于2021年3月25日的演講，演講的主題是《高性能圖計算——新戰略制高點》。

他認為：“普通規模的圖，普通計算機就可以算，但隨著數據增加，圖變得復雜，高性能圖計算的重要性顯現。如果想把高性能圖計算做好，困難不少，但是我們有信心把它們克服了，免得被人家卡脖子。”

風云變幻的國際形勢下，高性能圖計算，既是高性能計算與圖計算這兩項技術融合產生的新的技術方向，也是強國間實力競爭的重點領域。與此同時，引人注意的是，更大規模、更復雜數據的實時處理和存儲需求已經在金融、安防和電力等領域噴薄而出。

鄭院士的演講發布在海致高性能圖計算院士專家工作站籌備啟動會上，有關于前沿硬科技“高性能圖計算”的討論發人深省。

海致科技集團（以下簡稱“海致科技”）是國內圖計算領域領先企業，2013年創立，分為三條業務線進入到金融行業、公安行業、電力行業，齊頭并進，一直處于高速發展之中，公司80%以上是技術人員，在知識圖譜，智能數據產品領域已有較高的市場占有率。

究竟圖計算能做什么事情？

鄭院士給出的答案是：“比如，檢測電商的虛假交易。買家賣家交易，一秒鐘30萬條，從中找出少量的欺詐交易很困難，但是，可以用圖辦法來解決。再比如，金融風控里的借款人失聯修復，銀行用手機、電子郵件號，微信號與借款人聯系，但人可能突然就失聯了，找不到了。這時候圖計算發揮作用，通過各種圖中的關系，就能再次聯系到借款人了?！?/p>

悄然間，圖計算已經在國家安全、金融安全等方面釋放出價值。在金融領域，能即時識別出欺詐、洗錢行為，給出風險預警或阻止。在電子商務領域，實現更為精準的商品在線實時推薦。在網絡安全領域，實時識別出攻擊流量，保護信息和服務安全。

圖是由節點(vertex)和邊(edge)構成的一種古老的數據結構，已有上百年的歷史。

圖數據提供了從“關系”的角度去分析問題、發現問題的能力，有優秀的表達能力、可視化效果和堅實的數學基礎。

圖計算是研究人類世界的事物和事物之間的關系，對其進行描述、刻劃、分析和計算的一門技術，是前沿理論界的研究熱點。

世界是復雜關系的總和，圖技術能夠更好地描摹世界真實形態。在圖之上進行計算、分析和挖掘，包括關系的發掘、特殊群體的識別、個體的分析、事件的傳導和知識推理。

但是，想要在大數據與人工智能領域，做好創新性應用，學界科研和產業實體必須深度結合，就像兩條腿走路，缺一不可。正如此，海致高性能圖計算院士專家工作站建立的初衷：要將清華大學知識儲備和海致科技在應用方面的經驗相結合。

在產業界的不為人知處，圖計算技術已經成為科技巨頭的兵家必爭之地。

無獨有偶，美國國防部也投入大量經費用于圖計算的研發，并且依托大數據公司Palantir為其提供技術支持。該公司的圖計算技術，也屢立戰功，曾成功抓捕了本·拉登，追回了納斯達克前主席麥道夫Bernie Madoff數十億美元隱藏巨款。

而Palantir總是有意無意地透露出要與中國劃清界限。

作為科創型企業，海致聚焦高性能圖計算的決心與底氣來自于多方面。

2020 年2月，新冠肺炎疫情背景下，海致科技是國內最早開始支撐各地開展數字化防疫的企業之一。奔赴一線，從疫情最為嚴重的武漢起步，先后在湖北、北京、上海、湖南、廣東、江西、新疆等十幾個省240多個市縣，搭建數字化防疫模型，發揮“智能中樞，決策大腦”的角色，進行病毒溯源、資源調配。

在金融領域，海致科技搭建了國內金融行業最大規模的知識圖譜分析項目。某股份制商業銀行的信用卡中心，匯集了8000萬的持卡人的相關數據。對應到圖計算的頂點和邊，就有40億以上的節點數據，420億邊數據。

數據量仍在不斷增長，這一需求讓團隊看到了高性能圖計算的產業呼聲。在分析類的場景，數據量將會越來越大。在實時類的交易場景，要求將會越來越多。受限于當前圖計算技術增長的邊界，想要做到毫秒級微秒級完成超大圖的計算，軟硬件的優化都受到挑戰，急待解決。

所以，海致要搶占戰略性制高點，打造全球領先的圖數據庫，培育世界級的圖計算軟硬件生態體系。至此，海致高性能圖計算院士專家工作站應運而生。

這一院士專家工作站由科研泰斗坐鎮，群星薈萃，由鄭緯民院士擔任海致科技首席科學家。他是我國高性能計算和存儲系統等方面的泰斗和先行者。在存儲系統領域，鄭緯民在國內從一張白紙率先開展了網絡存儲系統關鍵技術的研究，成果一再打破國際存儲公司的壟斷，做到世界領先。

2016年與2018年，鄭緯民及其團隊兩次斬獲“戈登·貝爾獎”，這一獎項有著世界超級計算應用領域諾貝爾獎之稱。

第一次獲獎，代表了我國高性能計算應用成果在該獎項創辦30年來零的突破。第二次，代表了高性能圖計算系統神圖，處于世界領先地位。2018年，鄭緯民院士成為首屆中國存儲終身成就獎獲得者。

作為新的技術方向，發展高性能圖計算的工作難度可想而知，但是有了“產學研平臺”這一優質土壤，在“成長路徑”的規劃下，很有可能做出傲人成績。規劃由清華大學計算機科學與技術系武永衛教授發布，

對此，武永衛教授先拋出的核心思想是：“克至難，圖智遠”，希望團隊腳踏實地，實實在在，行穩致遠。

在宏觀方面，武教授談道：“承接海致經驗所在之處，希望從公安、金融、電力三大行業的應用，推廣到各行各業。

希望把圖計算領域產業鏈條打通，從硬件到應用，包括系統軟件、中間件、中間的平臺服務，解決我們被“卡脖子”的難題，不管別人怎么樣，我們都能夠自力更生。因此，不能僅僅埋頭研究，需要在產學研相結合的環境下思考，直面困難與挑戰，考量軟硬一體，實現圖計算生態的構建，特別是高性能圖計算的應用，支撐起高性能圖計算在中國開花結果。”

武教授介紹，在實踐行動方面，分為三階段。

近期，希望圍繞圖原生的數據庫系統，基于通用的處理器，X86、ARM、MIPS等，自主開發數據庫系統，很好地向上支持圖查詢、分析，支持業務需求。

中期，到人工智能領域廣泛深耕，圖神經網絡等支持更多應用。自研系統云化，并對外開放。

遠期，“云邊端一體、軟硬件協同”，自主可控的國際一流圖技術產品體系和應用生態環境，實現從技術到產業的全面突破性發展。

“到2023年，圖技術將促進全球30%企業的快速決策場景化。圖技術應用的年增長率超過100%?！?全球知名咨詢調查公司Gartner曾在技術趨勢分析報告中指出。

鄭緯民院士認為，第一，雖然高性能計算和圖計算技術在我國已發展多時，但現有的解決方案尚不能滿足復雜類型的操作需求，尚未實現軟硬通融，還有更為廣闊的應用市場亟待開拓。