2月27日，沐曦股份聯(lián)合清華大學(xué)等多家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了磁性材料AI原子基座模型。該模型是首個(gè)覆蓋寬溫壓域的磁性材料AI原子模型，經(jīng)權(quán)威專家鑒定，整體技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。

清華大學(xué)與沐曦股份等多家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布磁性材料AI原子基座模型

該模型是“產(chǎn)-學(xué)-研-用”深度融合的重要創(chuàng)新成果，在AI4S模型的數(shù)據(jù)生成、模型構(gòu)建與演化推理三大核心環(huán)節(jié)，均進(jìn)行了全新的探索，并取得了創(chuàng)新性突破，構(gòu)建了具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。

國產(chǎn)創(chuàng)新解決磁性材料行業(yè)痛點(diǎn)

目前，磁性材料在國際上一直有這三方面的挑戰(zhàn)：（1）磁性數(shù)據(jù)算不準(zhǔn)，（2）原子-磁矩耦合導(dǎo)致純原子模型算不了，（3）推理算的慢并有可能導(dǎo)致能量發(fā)散。

此次最新發(fā)布的“磁性材料AI原子基座模型”，利用深度學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí)解釋不同原子和磁矩構(gòu)型的演化機(jī)制的方法，構(gòu)建了首個(gè)寬溫壓域磁性材料數(shù)據(jù)庫，包含47種合金元素、6000余種磁性合金體系、70余萬組非平衡態(tài)、非共線磁性材料數(shù)據(jù)，此次發(fā)布的磁性材料原子大模型可在微納米尺度同時(shí)預(yù)測原子怎么排，磁矩怎么轉(zhuǎn)，同時(shí)可穩(wěn)定覆蓋0-1000K 溫度、10GPa 壓強(qiáng)的寬域溫壓工況，真正實(shí)現(xiàn)了寬域、高精度、高可靠性的磁性材料原子級模擬。

此外，研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的DeltaSPIN、DeepSPIN和TSPIN計(jì)算框架，融合國產(chǎn)軟件DeepMD?kit和ABACUS實(shí)現(xiàn)了多種關(guān)鍵性突破：同時(shí)覆蓋原子+磁矩+極化的模擬計(jì)算，首次在磁性材料中實(shí)現(xiàn)缺陷工程的計(jì)算模擬，速度提升兩個(gè)數(shù)量級，精度提升4個(gè)數(shù)量級。該磁性AI大模型為磁性領(lǐng)域材料的預(yù)測和設(shè)計(jì)提供高精度、可遷移的磁性基座模型，為下一代高性能磁性功能材料研發(fā)提供底層支撐。

沐曦為AI4S國產(chǎn)生態(tài)打造“算力底座”

沐曦GPU支持完整的材料科學(xué)模擬計(jì)算生態(tài)，包括：第一性原理材料計(jì)算、分子動力學(xué)模擬、通用勢函數(shù)、高通量材料篩選、逆向材料生成模型等關(guān)鍵技術(shù)。

支持第一性原理計(jì)算軟件ABACUS，CP2K，PWDFT，GPU4PySCF等；

支持分子動力學(xué)模擬應(yīng)用，Lammps，Gromacs，OpenMM等；

支持機(jī)器學(xué)習(xí)勢模型DeepMD-kit，GPUMD等，實(shí)現(xiàn)計(jì)算精度與計(jì)算效率的平衡。

這次的磁性材料AI模型深度扎根于沐曦股份的國產(chǎn)算力生態(tài)。

在構(gòu)建70萬組寬溫壓域原子-磁矩雙耦合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集和模型訓(xùn)練過程中，主要由沐曦GPU完成算力供給，其高帶寬、高穩(wěn)定性的核心優(yōu)勢，大幅提升了算力交付效率，原本需要一個(gè)月才能完成的計(jì)算量，如今僅需一天即可高效達(dá)成，助力高精度數(shù)據(jù)快速生成以及AI模型快速完成訓(xùn)練與優(yōu)化，彰顯了國產(chǎn)GPU在以人工智能驅(qū)動科技創(chuàng)新中的核心支撐價(jià)值。

依托沐曦千卡GPU集群，研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了基于DP-Gen2的智能主動學(xué)習(xí)全流程部署，形成“計(jì)算—訓(xùn)練—模擬—再采樣”的閉環(huán)體系：

1采用ABACUS + DeltaSPIN進(jìn)行第一性原理磁性計(jì)算，生成包含磁矩信息的標(biāo)注數(shù)據(jù)；

2基于DeepMD-kit（DPA3）與DeepSPIN訓(xùn)練磁性材料AI模型，實(shí)現(xiàn)對勢能、原子受力及磁矩等關(guān)鍵物理量的統(tǒng)一預(yù)測；

3將訓(xùn)練后的AI原子基座模型嵌入LAMMPS，替代傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)勢函數(shù)，開展高精度磁性分子動力學(xué)模擬；

4對新構(gòu)型進(jìn)行再采樣與標(biāo)注，迭代更新模型，直至滿足收斂條件。

圖2 在沐曦千卡集群上實(shí)現(xiàn)的基于DP-Gen2的智能主動學(xué)習(xí)全流程部署，形成“計(jì)算—訓(xùn)練—模擬—再采樣”的閉環(huán)體系

這一主動學(xué)習(xí)機(jī)制顯著提升了數(shù)據(jù)利用效率與模型收斂速度，使科學(xué)計(jì)算與大規(guī)模AI訓(xùn)練深度融合，在千卡GPU集群上實(shí)現(xiàn)萬級并行任務(wù)調(diào)度與高吞吐計(jì)算保障。

在算力集群運(yùn)行保障方面，沐曦股份構(gòu)建了“生態(tài)+研發(fā)+FAE”協(xié)同支持體系，部署Slurm調(diào)度系統(tǒng)與集群管理平臺，適配MXMACA軟件棧，實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算與AI訓(xùn)練任務(wù)的混合調(diào)度，并提供實(shí)時(shí)性能監(jiān)測與穩(wěn)定性管理工具，確保分布式千卡環(huán)境下的可靠運(yùn)行。

在適配與優(yōu)化過程中，沐曦團(tuán)隊(duì)還實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)重要階段性成果：

1快速適配落地：依托MXMACA的生態(tài)兼容能力，實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算軟件在沐曦GPU平臺上的平滑遷移，無需進(jìn)行任何代碼重構(gòu)即可順利運(yùn)行；

2性能持續(xù)優(yōu)化：在短時(shí)間內(nèi)完成核心算子與并行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，4周時(shí)間性能達(dá)到國際主流GPU平臺的70%以上，并將優(yōu)化成果貢獻(xiàn)至代碼社區(qū)，推動開源生態(tài)協(xié)同發(fā)展。

本次模型的突破，無疑是AI4S 領(lǐng)域國產(chǎn)化協(xié)同創(chuàng)新的一次典型實(shí)踐。更為重要的是，它開啟了“國產(chǎn)硬件+國產(chǎn)軟件+國產(chǎn)模型”的全棧協(xié)同探索，為行業(yè)自主發(fā)展開辟了全新路徑。

沐曦戰(zhàn)略級布局AI4S賽道

當(dāng)前， AI4S已成為全球人工智能領(lǐng)域最受矚目的前沿方向之一。面對這一時(shí)代機(jī)遇，我國正加速發(fā)力，旨在構(gòu)筑面向未來的科技創(chuàng)新新高地。2025年，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深入實(shí)施“人工智能+”行動的意見》， 明確將“人工智能+科學(xué)技術(shù)”列為首個(gè)需要加快實(shí)施的重點(diǎn)行動目標(biāo)。2026年1月，工信部等八部門發(fā)布相關(guān)意見，提出強(qiáng)化人工智能算力供給。

AI4S的爆發(fā)勢必將給算力側(cè)帶來更多需求。一方面，科學(xué)大模型的復(fù)雜化與多模態(tài)數(shù)據(jù)處理對計(jì)算能力提出了更高要求；另一方面，分子動力學(xué)模擬、氣象預(yù)測、藥物發(fā)現(xiàn)等計(jì)算密集型任務(wù)依賴大規(guī)模并行計(jì)算，加之科學(xué)數(shù)據(jù)的爆炸式增長形成全鏈條算力消耗。這一趨勢正推動智算中心加速建設(shè)、算力資源跨域調(diào)度優(yōu)化，以及面向科學(xué)計(jì)算的專用AI芯片發(fā)展，算力側(cè)已成為支撐AI4S創(chuàng)新突破的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

當(dāng)下，我國構(gòu)建自主可控的國產(chǎn)算力基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要。自主可控的軟硬件協(xié)同生態(tài)，不僅有助于提升科研效率與系統(tǒng)安全性，也為大規(guī)模科學(xué)計(jì)算、行業(yè)級AI模型訓(xùn)練和未來復(fù)雜多物理場耦合問題提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

沐曦股份將AI4S視作公司戰(zhàn)略級賽道布局。今年1月，新的產(chǎn)品序列曦索X系列GPU正式面世。這一新系列GPU是面向科學(xué)智能場景深度優(yōu)化的高性能計(jì)算芯片，精準(zhǔn)瞄準(zhǔn)AI4S領(lǐng)域， 重點(diǎn)服務(wù)于材料預(yù)測、生命科學(xué)、氣象海洋等前沿科學(xué)交叉研究方向。產(chǎn)品不僅提供全精度、高帶寬、高穩(wěn)定性、長時(shí)可靠的高性能GPU算力支持，更搭載原生兼容主流生態(tài)的自研軟件棧MXMACA，實(shí)現(xiàn)自主可控。

關(guān)于沐曦股份

沐曦股份致力于自主研發(fā)全棧高性能GPU芯片及計(jì)算平臺，為智算、通用計(jì)算、云渲染等前沿領(lǐng)域提供高能效、高通用性的算力支撐，助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。