2026年10月22日下午，应中国科学院大学地球与行星科学学院邀请，IBM T.J. Watson研究中心研究员Henry Tufo做客地球系统数值模拟与应用全国重点实验室举办的“计算地球动力学论坛”，在玉泉路校区第一会议室作题为《The Hardware-Software Pendulum》（硬件与软件的钟摆）的学术报告，吸引了国内外学生参加。
图1 Henry Tufo研究员作报告
Tufo研究员长期从事科学计算应用、算法、软件与计算机体系结构的交叉研究，曾任科罗拉多大学博尔德分校计算机科学教授、该校计算科学中心创始主任及美国国家大气研究中心（NCAR）计算机科学部主任，参与研发的NEK5000、FLASH等应用先后获得戈登·贝尔奖，他本人曾两度获此奖项。
报告中，Tufo以2010年前后的系统设计为参照，梳理了高性能计算的格局之变。彼时，系统由双路计算节点、低延迟互连与高性能存储构成，硬件生态相对稳定；如今，GPU同时主导系统架构与成本，设计重心转向人工智能，又要求传统应用扩展至数万块GPU之上。AI倚重低精度数值表示及专用硬件，建模与仿真应用却仍需32位乃至64位浮点运算，二者之间的张力日益凸显，由此形成报告所称的“硬件—软件钟摆”。
Tufo以“为AI推理和部分传统建模与仿真（MODSIM）负载设计系统、且不能简单依赖NVIDIA”为线索，介绍了从互连选择、GPU与CPU核数配比到内存平衡的设计实践，并回顾了从Frost到Janus的系统演进。Janus于2010年建成，拥有16416个计算核心，峰值性能达184万亿次/秒，位列当年6月TOP500榜单第31位。
图2 Tufo研究员介绍Janus超级计算机系统架构
回溯发展史，Tufo将高性能计算划分为硬件主导与软件主导交替的时期。展望未来，他以数据中心资本开支的预测数据，提醒关注AI投资热潮对供应链、成本和金融市场的冲击。他认为，为AI推理与传统负载构建系统的目标可以实现，但AI硬件尚未收敛、成本短期难见顶，除非确有迫切需求，当前未必是采购大型机器的最佳时机。
报告结束后，现场讨论热烈，师生围绕异构计算架构、AI与科学计算的融合、超算系统选型，以及地球系统模式在GPU平台上的移植与扩展等问题与Tufo深入交流，国际学生也踊跃提问。
地球系统数值模拟与应用全国重点实验室以自主研制高分辨率地球系统模式和超大规模数值模拟为主攻方向，同样面临AI算力与传统双精度科学计算如何协同的问题。Tufo对体系结构演进与软硬件协同的判断，为实验室规划算力平台、推进模式与AI融合提供了国际参照；热烈的讨论也让青年学生和国际学生近距离接触高性能计算前沿，为实验室建设国际一流人才培养高地营造了良好氛围。
