Rechenleistung treibt ein neues Paradigma für Hochschulen an: In Shanghai entsteht ein nationales Vorbild für künstliche Intelligenz-Rechenzentren an Hochschulen.
Die neue Welle der Intelligenz, die von KI ausgelöst wurde, erobert die Welt. Die von der Öffentlichkeit bekannten Szenarien sind die Verwendung von Agenten zur Unterstützung bei der Erledigung von Arbeitsaufgaben, die Fahrt mit selbstfahrenden Fahrzeugen oder das Zuschauen von Robotershows. Auf der anderen Seite, die weniger sichtbar ist, ist die Beteiligung und das Antreiben von Wissenschaft und Forschung durch KI, wobei der Triebpfad immer deutlicher wird.
Am 23. Dezember hat die Shanghai Jiao Tong University, ein angesehenes Hochschulinstitut mit über hundertjähriger Tradition, ein "besonderes Mitglied" vorgestellt - die "Zhiyuan-1" KI-Berechnungsplattform, die von der Shanghai Jiao Tong University in Zusammenarbeit mit Huawei entwickelt wurde. Dies markiert einen wichtigen Schritt der Universität in Richtung des Forschungsansatzes "KI für Wissenschaft".
Als die größte inländische KI-Berechnungsinfrastruktur unter den chinesischen Hochschulen wurde die Plattform im Dezember 2024 gestartet und in weniger als einem Jahr die lokale Bereitstellung eines Tausend-Karten-Atlas-Cluster und die massenhafte Anwendung von Tausend-Karten in der Cloud abgeschlossen. Mit einer Spitzenrechenleistung von 633 PFLOPS und einer Speicherkapazität von 13 P wird es möglich, dass Großmodelle mit hunderten von Milliarden von Parametern an der Universität trainiert werden können.
Es bietet den Lehrern und Studenten sofort einsetzbare KI-Anwendungsdienste und bildet eine solide Grundlage für die Forschungs- und Lehraufgaben sowie die Kursexperimente.
Am Beginn der von KI getriebenen "Großwissenschaftszeit", in der der Forschungsansatz neu gestaltet wird, welche KI-Berechnungsplattform brauchen Hochschulen, um ihre Lehre, Forschung und Verwaltung zu beschleunigen? Die Spitzenkräfte aus der Industrie und der Wissenschaft haben diesmal ein chinesisches Vorbild geliefert, das auch global von Bedeutung ist.
Anpassung an die Evolution des fünften Paradigmas
Das Erscheinen der "Zhiyuan-1" kommt zur rechten Zeit.
Global gesehen gewinnt AI4Science, d. h. die "von Künstlicher Intelligenz angetriebene wissenschaftliche Forschung", schnell an Bedeutung und wird zum "fünften Paradigma" der modernen wissenschaftlichen Aktivitäten nach der empirischen Wissenschaft, der theoretischen Wissenschaft, der Rechenwissenschaft und der Datenwissenschaft.
Es gibt zwei Einsichten, die beachtenswert sind:
Erstens: Immer mehr Forscher und Wissenschaftler umarmen und nutzen KI effizient.
Beispielsweise hat Stanford im Oktober dieses Jahres eine beispiellose "Open Conference on Scientific AI Agents" veranstaltet, bei der KI als Erstautor und Gutachter fungieren soll.
Nach einem Bericht von Google DeepMind wächst der Einsatz von KI in globalen Labors exponentiell. Jeder dritte Postdoktorand nutzt derzeit ein Large Language Model (LLM), um seine Forschungsarbeiten zu unterstützen.
Zweitens: KI beteiligt sich direkt an der wissenschaftlichen Entdeckung und definiert sogar deren Grenzen und Methoden neu, und bringt dabei wertvolle Ergebnisse hervor.
KI kann ihre subversive Wirkung am besten in Forschungsbereichen entfalten, die datenintensiv, experimentell komplex oder kostspielig sind und deren Regeln schwer direkt zu beobachten sind.
Ein typisches Beispiel ist, dass der Nobelpreis für Physik und der Nobelpreis für Chemie 2024 beide in KI-verwandte Bereiche verliehen wurden.
Insbesondere die Vergabe des Chemie-Nobelpreises an AlphaFold 3 hat die Wissenschaftsgemeinschaft davon überzeugt, dass es immer mehr Modelle wie AlphaFold geben wird, die in den nächsten mindestens 10 Jahren für wissenschaftliche Durchbrüche von entscheidender Bedeutung sein werden.
Das Wesen von AI4Science besteht darin, die Rechenleistung der Künstlichen Intelligenz mit der Weisheit der Wissenschaftler zu verbinden. Das Ziel ist nicht, Menschen zu ersetzen, sondern die wissenschaftlichen Aktivitäten schneller, genauer und intelligenter zu gestalten.
Einerseits bemühen sich die wichtigsten Weltmächte und führenden Technologiekonzerne um die Etablierung von AI4Science, um ihre globale Führungsrolle in der Forschung zu stärken. Andererseits zeichnet sich AI4Science durch daten- und technologiegetriebene Merkmale aus. Eine KI-Berechnungsplattform auf der Grundlage von ultra-massiver heterogener Rechenleistung wird die solide Grundlage für Lehre und Forschung bilden.
Um der globalen KI-Konkurrenz zu begegnen, werden in China eine Reihe von politischen Maßnahmen ergriffen, um die Integration und Innovation von Künstlicher Intelligenz und Bildung zu fördern.
Im Jahr 2023 hat die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission (NDRC) und andere Ministerien den "Speziellen Projekt zur Integration von Künstlicher Intelligenz in die Lehre und das Lernen" gestartet, um den "Aktionsplan für die umfassende Umsetzung von 'Künstliche Intelligenz +'" umzusetzen. Darin wird vorgeschlagen, 12 nationales KI-Plattform-Hochschulen aufzubauen, um die Barrieren zwischen Industrie und Bildung zu brechen. Die Shanghai Jiao Tong University wurde als wichtiges führendes Institut ausgewählt.
Vor diesem Hintergrund war die gemeinsame Gründung der "Zhiyuan-1" Plattform durch die Shanghai Jiao Tong University und Huawei eine logische Konsequenz. Sie deckt nicht nur die praktischen Bedürfnisse in Forschung und Lehre ab, sondern betrifft auch die nationale Strategie und die langfristige Entwicklung. Die neue Plattform wird eine starke Rechenleistung für die Ausbildung von Talenten, die Technologieentwicklung und die Integration von Industrie, Hochschule und Forschung in der Ära von AI4Science bieten.
Professor Xi Lifeng, der Vizepräsident der Shanghai Jiao Tong University, hat auf der Huawei Connect 2025 gesagt: "Die Förderung der KI-Kompetenz erfordert originelle Forschungsarbeiten, praktische Lehrumgebungen und experimentelle Plattformen. Daher ist es unvermeidlich, die Infrastruktur für die Rechenleistung zu stärken, um die entsprechende Transformation und Aufwertung zu unterstützen."
Die Shanghai Jiao Tong University hat bereits die "Zehn-Punkte-Strategie für KI" auf Universitätsniveau verabschiedet. Derzeit deckt die Forschungsrechnung 100 % aller Fachbereiche ab, und mehr als 500 Lehrveranstaltungen wurden in Richtung KI transformiert. Daher hat die Universität, die schon frühzeitig eine vielfältige Infrastruktur für die Rechenleistung auf Universitätsniveau vorantrieb, beschlossen, in Zusammenarbeit mit Huawei und anderen Ökosystempartnern die "Zhiyuan-1" KI-Berechnungsplattform zu errichten.
Im Hinblick auf die Integration von Industrie und Bildung haben beide Seiten bereits frühzeitig Kontakt aufgenommen. Bereits 2020 haben sie einen Kooperationsvertrag für ein "Intelligentes Fundament" zur Integration von Industrie und Bildung unterzeichnet, und die Zusammenarbeit ist nun institutionalisierter und routinemäßiger geworden.
Die "Zhiyuan-1" Plattform wird zweifellos die Zusammenarbeit zwischen der Shanghai Jiao Tong University und Huawei auf eine neue Stufe heben.
Xi Lifeng sagte: "Die 'Zhiyuan-1' wird der kontinuierlichen wissenschaftlichen Innovation der Shanghai Jiao Tong University neuen Schwung verleihen."
Der "Jiao Tong University - Muster" mit Rechenleistung für Forschung
Beim Betrachten des Aufbaus und der Implementierung der "Zhiyuan-1" Plattform ist es wichtig, dass die Planung und das Scheduling auf Universitätsniveau zentralisiert erfolgen, damit diese Plattform, die als "Multiplikator" für Lehre und Forschung fungiert, ein neues Maßstab wird.
Wie man die Wiederholung von Bauvorhaben vermeidet und die Effizienz der Ressourcennutzung verbessert, ist ein wichtiges Thema bei der Errichtung von KI-Berechnungszentren an Hochschulen in der KI-Ära.
Die "Zhiyuan-1" Plattform folgt einem auf Universitätsniveau koordinierten Bauansatz, der die Vorteile der Plattform-Planung und der Integration von Forschungs- und Lehrressourcen voll ausnutzt und tatsächlich die Plattform von den praktischen Bedürfnissen der Universität antreibt.
Durch die zentralisierte Errichtung und die professionelle Verwaltung kann die Planung, Bereitstellung und Weiterentwicklung der Rechenleistung direkt auf die Fachstruktur, die Forschungsschwerpunkte und die Lehrbedürfnisse der Universität ausgerichtet werden, anstatt von einer einzelnen Fakultät, einem einzelnen Projekt oder einem kurzfristigen Vorhaben geleitet zu werden.
So wird von einem verteilten "Schornstein-System" zu einem effizienten "zentralisierten Scheduling" übergegangen, und die Probleme des "doppelten Investierens und des Eigenbetriebs" werden vermieden, und die optimale Allokation der Rechenressourcen wird tatsächlich erreicht.
Im Rahmen des auf Universitätsniveau koordinierten Ansatzes bietet Huawei eine Reihe von Hardware- und Software-Ressourcen, wie z. B. Kunpeng-CPU-Server und KI-Beschleunigungskarten, die als wichtigste "Antriebsmaschine" für das Funktionieren des gesamten Systems dienen. Darüber hinaus werden die verschiedenen Systemmodule der Plattform, einschließlich heterogener Rechenleistungsscheduling, Plattform-Wartung, Benutzerzugang, Datei- und Datenbanksysteme, von Huawei durch Ökosystem-Partner ergänzt.
So kann die Universität nicht nur das Betriebsmodell der Rechenleistung systemisch neu gestalten, sondern auch die Unterstützung für den gesamten Lebenszyklus und die One-Stop-Services bei der Digitalisierung erhalten.
Derzeit bietet die "Jiao Wo Suan" - Plattform als zentraler Zugangspunkt für alle Lehrenden und Studierenden der Universität einen vollständigen Service, einschließlich Antragstellung auf Rechenleistung, Aufgabenverwaltung und Zugang zu Konten.
Der Grund für die deutliche Verbesserung der Bequemlichkeit und Systematik der Forschungsrechnung liegt in der starken Hardware-Komponente, der Rechenleistungskonfiguration und der Scheduling-Fähigkeit der "Zhiyuan-1" Plattform.
Mit einer Spitzenrechenleistung von 633 PFLOPS kann die "Zhiyuan-1" Plattform die Trainingsaufgaben von Großmodellen mit hunderten von Milliarden von Parametern effizient an der Universität unterstützen.
Mit dieser "Rechenleistungswerkstatt" wird die intelligente Forschung beschleunigt. Es wird nicht nur die Anschaffungs- und Nutzungskosten der Rechenleistung reduziert, sondern auch die Rechenleistung in allen Szenarien von "Forschung - Lehre - Verwaltung" genutzt werden, und die Nutzung der Rechenleistung wird autonomer.
Man muss bedenken, dass die Rechenleistung eine wichtige Produktivkraft in AI4Science ist. Die Forschung ist ein datenintensiver Bereich, und sowohl das Training von komplexen Deep-Learning-Modellen als auch die Verarbeitung von großen Datensätzen und komplexen Modellstrukturen erfordern eine enorme Hochleistungsrechenleistung.
Wie unterstützt die "Zhiyuan-1" Plattform konkret die KI-Trainings der Lehrenden und Studierenden?
Im April dieses Jahres hat die Shanghai Jiao Tong University auf ihrer offiziellen WeChat-Account die Fertigstellung der ersten Phase der Plattformaufbau bekanntgegeben. Auf der Grundlage der Bereitstellung von 304 Atlas 910B Beschleunigungskarten wurde das erste voll funktionsfähige DeepSeek-Modell an einer chinesischen Universität für alle Lehrenden und Studierenden der Universität zugänglich gemacht.
Obwohl es sich um die erste Phase des Aufbaus handelt, wurden alle Arbeiten sehr gründlich durchgeführt. Das "Jiao Wo Suan" - Team hat speziell ein Studententeam rekrutiert, um eine maßgeschneiderte Service-Methode zu entwickeln.
Sie haben nicht nur spezielle Anweisungswörter und Hunderte von Beispielen für verschiedene Fachbereiche, einschließlich Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Geisteswissenschaften, zusammengestellt, sondern auch berücksichtigt, dass DeepSeek hauptsächlich auf die Verarbeitung von Texten spezialisiert ist und keine "Bildbeschreibungen" kann, und dass das Training von DeepSeek 671B mit seiner riesigen Anzahl von Parametern sehr zeit- und arbeitsaufwändig ist. Daher wurden mehrere leichtgewichtige multimodale Modelle getestet und bereitgestellt, um den Lehrenden und Studierenden zu helfen, das am besten geeignete Modell auszuwählen.
Es ist bekannt, dass die "Jiao Wo Suan" - Plattform nicht nur fortschrittliche Rechenressourcen bietet, sondern auch von einem Universitäts-Service-Team mit über 30 Mitgliedern unterstützt wird, das die Forschung, Lehre und Verwaltung der Universität schützt.
Für die Shanghai Jiao Tong University hat die erfolgreiche Fertigstellung der "Zhiyuan-1" Plattform eine äußerst weitreichende Bedeutung.
Im vergangenen Jahr hat die Universität beeindruckende Ergebnisse in der digitalen Transformation erzielt. Nature, Science und Cell sind die weltweit anerkannten drei besten wissenschaftlichen Zeitschriften, die von außen oft als "NSC" abgekürzt werden. Im Jahr 2024 haben Forscher der Shanghai Jiao Tong University insgesamt 58 Artikel in den NSC-Zeitschriften veröffentlicht, von denen 10 Artikel in die ESI-Highly Cited Papers 2024 aufgenommen wurden.
Um die Entwicklung eines weltweit einflussreichen Innovationszentrums voranzutreiben, kann die "Zhiyuan-1" Plattform die Schwelle für die Nutzung der Rechenleistung von Lehrenden und Studierenden deutlich senken, die praktischen Fähigkeiten der Studenten und ihre Wettbewerbsfähigkeit bei der Weiterbildung oder Beschäftigung tatsächlich verbessern und dazu beitragen, vielseitige Führungskräfte mit globalem Blickwinkel zu bilden. Gleichzeitig wird eine neue Forschungs-Ebene geschaffen, die in Zukunft sicherlich hochwertige Studierende und qualifizierte Lehrkräfte anziehen wird.
Xi Lifeng sagte, dass die Shanghai Jiao Tong University und Huawei ihre strategische Partnerschaft in Zukunft weiter vertiefen werden und ein nachhaltiges, sich selbst entwickelndes und weltklasses KI-Anwendungsökosystem aufbauen werden, um die kooperative Innovation in Szenarien wie "KI + Lehre, Forschung, Verwaltung" zu erkunden.
