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統一底座支撐的多領域應用

AI999第4课:现代计算底座与张量化并行演化
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真實工程中的問題形態高度異質:控制與決策任務需要與不斷變化的環境持續互動,結構設計任務需要在可變長度的程式與表達式空間中搜尋,資源分配與路徑規劃任務則要在離散的排列與限制條件中求解。如果為每一類問題單獨重建一套系統,評價介面、狀態儲存、算子庫與算力調度都要重複實作,工程遷移成本極高。統一底座的核心思路,就是用同一套演化基礎設施承載這些異構任務,讓多領域應用共享評價、狀態、算子與算力管理。

統一底座由三根支柱構成:開放接入(用統一的註冊與介面規範接入任務)、張量化執行(把候選解組織為批次,批次並行評價)、執行時調度(在異構算力上分配任務並維護狀態)。三者共同保證跨領域復用,也解釋了為什麼「為強化學習、遺傳程式設計及組合優化提供了統一的開放接入底座」這一能力值得單獨討論。

統一底座支撐的多領域應用同一開放接入底座 · 共享評價流程、狀態管理與算力調度底座能力 × 任務領域強化學習環境步進並行遺傳程式設計程式樹結構演化組合優化離散張量映射開放接入統一註冊與介面規範環境接入介面多環境實例註冊與取樣程式結構接入變長程式樹表示註冊解與限制條件接入離散決策與限制條件建模張量化執行候選解組織為批次策略批次評價多環境批次取樣 · 軌跡收集程式樹族群並行評價結構突變與交配的張量化候選與限制條件組織為批次並行評價提升搜尋吞吐量Runtime 調度與狀態管理異構算力與狀態維護三類任務共用:異構算力分配 · 候選與族群狀態維護 · 統一評價流程與算子組織共享調度只承載通用能力 · 領域專有結構留在適配層統一底座:同一套演化基礎設施承載異構任務共享評價流程、狀態載體、算子組織與算力調度;新增任務只需在適配層描述差異

三類典型任務如何落到同一底座

  • 強化學習:底座提供並行環境互動能力,支援多環境實例批次取樣、一批候選策略並行評價,並與演化優化形成閉環。
  • 遺傳程式設計:底座支援程式樹等變長、層次化結構的演化,可在統一族群與評價流程中處理結構表示及其突變、交配。
  • 組合優化:把離散決策、選擇、排列與限制條件目標適配為張量化求解,透過批次候選與並行評價提升搜尋吞吐量。

共享什麼,適配什麼

領域差異由適配層吸收:強化學習重在環境步進的並行,遺傳程式設計重在程式樹結構的演化,組合優化重在離散決策到張量的映射。三者共享底層 Runtime 調度與狀態管理——共享評價流程、狀態載體、算子組織方式與算力管理,而不是為每類問題重建系統。判斷邊界是否劃對,可以問一句:如果把某個領域的專有結構直接寫進共享調度邏輯,說明抽象層級選錯了。

本頁範圍
本頁聚焦「統一底座能支撐什麼」,不展開具體效能比較與調度器實作細節;後者留給後續計算效率與批次張量方法部分繼續討論。