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基于人工智能大模型的中期全球气象预报新方法

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中国基础科学 2024年第1期26卷 7-13,21页

作者：田奇毕恺峰谢凌曦华为云计算技术有限公司深圳518129

天气预报对科学和社会具有重要意义。传统数值气象预报(NWP)方法需要大量算力,且在预报精度方面遭遇瓶颈。基于三维神经网络,构建盘古气象大模型,用于准确预报中期全球气象,并且采取地球特定先验和层次化时域聚合策略,处理天气数据中的... 详细信息

天气预报对科学和社会具有重要意义。传统数值气象预报(NWP)方法需要大量算力,且在预报精度方面遭遇瓶颈。基于三维神经网络,构建盘古气象大模型,用于准确预报中期全球气象,并且采取地球特定先验和层次化时域聚合策略,处理天气数据中的复杂模式,同时降低中期全球气象预报中的累积误差。利用1979—2017年全球气象数据训练之后,发现盘古气象大模型对所有测试变量的确定性气象预报精度都超越了欧洲中期天气预报中心的综合预报系统(IFS),且在极端气象预报和集成气象预报中也表现良好。当使用再分析数据做初始化时,其跟踪热带气旋的准确性也超过了欧洲中期天气预报中心高分辨率预报系统的结果。

关键词：数值气象预报人工智能深度神经网络中期气象预报盘古气象大模型

高频UPS和锂电池应用于半导体工厂的多元化评价

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智能建筑电气技术 2024年第3期18卷 93-97页

作者：钟辉明安真韩本杰殷星吕璐张建洪华为数字能源技术有限公司深圳518043

文章介绍了高频UPS和锂电池在半导体工厂实际负载工况应用场景下的性能测试。从供电可靠性、安全高效、易扩容、易维护等方面评估了高频模块化UPS,说明了高频模块化UPS应用于半导体晶圆制造厂中,对含有冲击性电流的感性负载的良好适用性。

关键词：高频UPS 感性负载可靠性

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面向边缘部署场景的轻量神经网络修复算法

计算机学报 2024年

作者：方毓楚李文中曾曜郑阳胡崝陆桑璐南京大学计算机科学与技术系华为技术有限公司可信理论技术与工程实验室

随着深度学习技术的不断进步，神经网络在各领域得到广泛应用，特别是在边缘计算环境中，例如智能交通和新型电网等典型场景.然而，神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中，预训练模型往往因未涵盖所有... 详细信息

随着深度学习技术的不断进步，神经网络在各领域得到广泛应用，特别是在边缘计算环境中，例如智能交通和新型电网等典型场景.然而，神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中，预训练模型往往因未涵盖所有可能的边缘情况而性能下降.因此，针对部署中的神经网络进行高效修复成为一个关键的研究课题.传统修复方法通常涉及整个模型的重新训练，这在边缘场景中具有诸多局限性.首先，不同地理区域的设备可能面临独特的自然噪音，使得统一模型难以适应所有环境.其次，深度神经网络的大规模参数使得其训练和部署时资源消耗巨大，且更新期间的服务中断将降低系统的可用性.为解决这些问题，本文提出了一种轻量级的补丁式神经网络修复算法.该算法通过引入个性化的补丁来增强神经网络对不同边缘环境中自然噪音和边角案例的鲁棒性.具体的，在故障定位阶段，类比于程序插桩中通过注入代码以检测、改进和分析软件行为，本文提出了神经网络插桩技术.通过将模型探针插桩进神经网络，观测其内部运行情况，实现了对错误样本的故障定位.在故障修复时，通过插入无监督搜索得到的神经网络补丁来纠正原始神经网络的输出.此外，本文提出了故障预测模块以提前预测潜在的错误输出，从而仅在必要时激活补丁.在基于2个数据集、15种噪音以及4个神经网络模型的实验中，与现有修复算法相比，本文方法在修复性能上取得了6.64%至20.00%的提升.同时，本文方法所需的训练样本量减少了超过90%，而所需更新的参数量最高减少了91.94%.这种有效且轻量的特性为解决边缘计算环境中神经网络的可靠性问题提供了有效途径.

关键词：神经网络修复深度边缘计算故障定位故障预测神经网络补丁

基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1276-1285页

作者：张杰尹镜涵邵羽廖希王洋余子明重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 谢菲尔德大学电子电气工程系谢菲尔德S102TN 华为技术有限公司成都611731

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8~1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合... 详细信息

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8~1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次,对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落,提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后,对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明,带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗,发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。

关键词：太赫兹体内通信多输入多输出信道特性

面向鲲鹏处理器的HPL-MxP多重lookahead优化

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计算机工程 2024年

作者：高昂王银山燕雯宋昌成王龙姚二林中国科学院计算技术研究所中国科学院大学华为技术有限公司

当下HPL-MxP基准测试程序被广泛用于衡量超算在混合精度计算下的计算能力。受制于该程序的并行实现算法，矩阵分块大小NB值的选取是一个需要兼顾矩阵乘效率和负载均衡的权衡问题。针对该问题，我们在鲲鹏920系统上进行了优化研究，本文... 详细信息

当下HPL-MxP基准测试程序被广泛用于衡量超算在混合精度计算下的计算能力。受制于该程序的并行实现算法，矩阵分块大小NB值的选取是一个需要兼顾矩阵乘效率和负载均衡的权衡问题。针对该问题，我们在鲲鹏920系统上进行了优化研究，本文提出多重lookahead优化策略：仍然采用小NB值进行矩阵分块实现更好的负载均衡，同时通过合并多轮尾矩阵更新提升等效NB值，实现负载均衡与高矩阵乘效率两者兼得的目标。为实现多重lookahead优化方案，本文重构了Panel存储方式，设计了计算与通信细粒度流水线，扩展了HPL-MxP源程序接口。在鲲鹏920多节点平台上的单双精度混合测试结果表明，HPL-MxP在多重lookahead优化下可有效解决NB值的权衡问题，且相较单重lookahead策略未产生明显额外开销。

关键词： HPL-MxP 混合精度多重lookahead

50 Gbit/s前传光模块关键技术研究与应用展望

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电信科学 2024年第5期40卷 23-37页

作者：盛夏马涛刘昊冯佳中国电信股份有限公司研究院北京102209 中国电信股份有限公司北京100045 华为技术有限公司上海201206

随着全球5G网络的规模化商用及移动互联网流量的迅猛增长,更为丰富的无线频谱资源得以释放,高速率光模块在无线前传网络中的需求日益凸显。聚焦于50 Gbit/s前传光模块的关键技术,深入剖析了前传网络的两种主要组网方式,分析了前传链路... 详细信息

随着全球5G网络的规模化商用及移动互联网流量的迅猛增长,更为丰富的无线频谱资源得以释放,高速率光模块在无线前传网络中的需求日益凸显。聚焦于50 Gbit/s前传光模块的关键技术,深入剖析了前传网络的两种主要组网方式,分析了前传链路的典型传输距离及链路损耗情况,探讨了10 km场景下粗波分复用(coarse wavelength division multiplex,CWDM)中各波长的最大色散值和最小色散值,并研究了相应的色散补偿策略,通过实验验证了不同多径干扰(multi-path interference,MPI)强度下系统光功率代价的变化,详细分析了多径干扰噪声对系统误码性能的潜在影响,为前传光模块参数的优化提供了重要的理论依据。此外,深入研究了50 Gbit/s前传光模块的光电芯片技术方案,对多种不同类型光模块的参数性能进行了严格的测试,提出了针对50 Gbit/s前传光模块光电接口参数的标准化建议,详细介绍了当前50 Gbit/s前传光模块在国内外的标准现状,并展望了未来应用的发展趋势。

关键词： 5G网络 50 Gbit/s前传光模块色散多径干扰光电接口参数

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开源软件漏洞感知技术综述

软件学报 2024年第1期35卷 19-37页

作者：詹奇潘圣益胡星鲍凌峰夏鑫浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027 浙江大学软件学院浙江宁波315048 华为技术有限公司软件工程应用技术实验室浙江杭州310053

随着现代软件规模不断扩大,软件漏洞给计算机系统和软件的安全运行、可靠性造成了极大的威胁,进而给人们的生产生活造成巨大的损失.近年来,随着开源软件的广泛使用,其安全问题受到广泛关注.漏洞感知技术可以有效地帮助开源软件用户在漏... 详细信息

随着现代软件规模不断扩大,软件漏洞给计算机系统和软件的安全运行、可靠性造成了极大的威胁,进而给人们的生产生活造成巨大的损失.近年来,随着开源软件的广泛使用,其安全问题受到广泛关注.漏洞感知技术可以有效地帮助开源软件用户在漏洞纰漏之前提前感知到漏洞的存在,从而进行有效防御.与传统软件的漏洞检测不同,开源漏洞的透明性和协同性给开源软件的漏洞感知带来巨大的挑战.因此,有许多学者和从业人员提出多种技术,从代码和开源社区中感知开源软件中潜在的漏洞和风险,以尽早发现开源软件中的漏洞从而降低漏洞所带来的损失.为了促进开源软件漏洞感知技术的发展,对已有研究成果进行系统的梳理、总结和点评.选取45篇开源漏洞感知技术的高水平论文,将其分为3大类:基于代码的漏洞感知技术、基于开源社区讨论的漏洞感知技术和基于软件补丁的漏洞感知技术,并对其进行系统地梳理、归纳和总结.值得注意的是,根据近几年最新研究的总结,首次提出基于开源软件漏洞生命周期的感知技术分类,对已有的漏洞感知技术分类进行补充和完善.最后,探索该领域的挑战,并对未来研究的方向进行展望.

关键词：开源软件漏洞感知软件安全

面向国产深度学习平台的自然语言处理模型迁移研究

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计算机科学 2024年第1期51卷 50-59页

作者：葛慧斌王德鑫郑涛张婷熊德意天津大学智能与计算学部天津300350 华为技术有限公司南京研究所南京210000 中译语通科技股份有限公司北京100131

深度学习平台在新一代人工智能的发展中扮演着重要的角色。近年来,以昇腾平台为代表的国产人工智能软硬件系统快速发展,为国产深度学习平台的发展开辟出了新的道路。与此同时,为了发现并解决昇腾系统存在的潜在漏洞,昇腾平台积极开展常... 详细信息

深度学习平台在新一代人工智能的发展中扮演着重要的角色。近年来,以昇腾平台为代表的国产人工智能软硬件系统快速发展,为国产深度学习平台的发展开辟出了新的道路。与此同时,为了发现并解决昇腾系统存在的潜在漏洞,昇腾平台积极开展常用深度学习模型的迁移工作。从自然语言处理算法角度切入,针对机器阅读理解、神经机器翻译、序列标注和文本分类四大自然语言处理任务,以昇腾平台的高性能硬件芯片为基础,探究迁移ALBERT,RNNSearch,BERT-CRF和TextING这4类典型的自然语言处理模型。基于以上迁移研究,发现和整理了昇腾平台架构设计在自然语言处理研究与业务上的主要不足,即计算图节点动态空间的分配特性、资源算子下沉设备侧、图算融合以及混合精度训练4个方面的问题,并为以上问题提出了相应的解决方案,并进行了实验验证。最后,为国产深度学习平台的发展提出未来优化的方向和相关建议。

关键词：自然语言处理昇腾深度学习模型迁移平台构架

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自动驾驶中的情感化设计

应用心理学 2024年

作者：陈晓皎方可王博凡纪翔刘艳芳高齐浙江大学艺术与考古图像数据实验室浙江大学心理与行为科学系华为技术有限公司

自动驾驶技术迅速发展，如何应对自动驾驶功能下的人车关系成为新的挑战，而情感化设计是改善人车关系、提升驾驶体验的重要手段。本文回顾了情感化设计的理论发展脉络，从应用发展、评估方法对自动驾驶中情感化设计的研究现状进行了综... 详细信息

自动驾驶技术迅速发展，如何应对自动驾驶功能下的人车关系成为新的挑战，而情感化设计是改善人车关系、提升驾驶体验的重要手段。本文回顾了情感化设计的理论发展脉络，从应用发展、评估方法对自动驾驶中情感化设计的研究现状进行了综述，并总结出自动驾驶中的情感化设计原则，包括美学、个性化、拟人化、交互礼仪和情绪修正，以应对自动驾驶中人机交互挑战。最后对自动驾驶汽车情感化设计未来的发展方向做出展望。

关键词：自动驾驶情感化设计人车交互