國(guó)內(nèi)超算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)分析2023

• 陳觀秋 2023年9月25日 來(lái)源：觀察者網(wǎng) 科技日?qǐng)?bào) 羊城晚報(bào) 557 31
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今年6月，國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)排名組織“TOP500”發(fā)布了全球超算排名榜單，美國(guó)的E級(jí)(每秒浮點(diǎn)運(yùn)算百億億次)超算“Frontier”繼續(xù)占據(jù)榜首地位，日本超算“富岳”位居第二，芬蘭超算“LUMI”在去年11月的系統(tǒng)升級(jí)之后依然保持第三的位置。

今年6月，國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)排名組織“TOP500”發(fā)布了全球超算排名榜單，美國(guó)的E級(jí)(每秒浮點(diǎn)運(yùn)算百億億次)超算“Frontier”繼續(xù)占據(jù)榜首地位，日本超算“富岳”位居第二，芬蘭超算“LUMI”在去年11月的系統(tǒng)升級(jí)之后依然保持第三的位置。

在這份榜單中，中國(guó)超算“神威·太湖之光”位居第七，“天河二號(hào)”則排名第十。僅從榜單數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)超算發(fā)展似乎已經(jīng)落后美日歐的頂級(jí)超算。但超算專(zhuān)家指出，考慮到近年來(lái)愈發(fā)緊張的地緣政治局勢(shì)，榜單其實(shí)不能夠反映中國(guó)在超算領(lǐng)域的真實(shí)水平。

英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》去年5月則發(fā)文稱(chēng)，中國(guó)E級(jí)超算沒(méi)有正式公布，但在2021年底，使用中國(guó)E級(jí)超算進(jìn)行的科學(xué)研究獲得了國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)戈登·貝爾獎(jiǎng)，其中一篇論文在國(guó)際超算競(jìng)賽中獲得最高榮譽(yù)。這證實(shí)了中國(guó)E級(jí)超算的存在。

國(guó)內(nèi)超算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)分析

算力是數(shù)據(jù)中心處理數(shù)據(jù)并輸出的能力，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人工智能的加速發(fā)展，爆發(fā)式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量讓算力成為繼熱力、電力之后新的關(guān)鍵生產(chǎn)力。近年來(lái)，我國(guó)算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展成效顯著，總規(guī)模達(dá)全球第二，僅次于美國(guó)。

截至目前，“東數(shù)西算”工程的8個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)已全部開(kāi)工，進(jìn)入全面建設(shè)階段。據(jù)悉，“東數(shù)西算”工程自啟動(dòng)至今，全國(guó)新增投資超過(guò)4000 億元，整個(gè)“十四五”期間，將累計(jì)帶動(dòng)各方面投資超過(guò)3萬(wàn)億元。

今年4月，國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)工作啟動(dòng)會(huì)在天津召開(kāi)。會(huì)議發(fā)起成立了國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合體。未來(lái)，科技部將通過(guò)超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，打造國(guó)家算力底座，促進(jìn)超算算力的一體化運(yùn)營(yíng)，助力科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。預(yù)計(jì)到2025年底，國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)將可形成技術(shù)先進(jìn)、模式創(chuàng)新、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、生態(tài)完善的總體布局，有效支撐原始科學(xué)創(chuàng)新、重大工程突破、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、人民生活品質(zhì)提高等目標(biāo)達(dá)成，成為支撐數(shù)字中國(guó)建設(shè)的“高速路”。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2023-2028年國(guó)內(nèi)超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告》分析：

在召開(kāi)的2023成都創(chuàng)交會(huì)上，成都已在超算、智算和通用算力三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域全面布局。超算方面，國(guó)家超算成都中心主機(jī)性能峰值高達(dá)170P，全國(guó)排名第5;智算方面，成都智算中心的主機(jī)性能峰值達(dá)到300P，已為52家企業(yè)和40多個(gè)高校及研究機(jī)構(gòu)提供了普惠性的公共算力服務(wù);通用算力方面，成都已有9個(gè)大型和超大型數(shù)據(jù)中心投入運(yùn)營(yíng)，包括移動(dòng)、聯(lián)通、電信和萬(wàn)國(guó)等，機(jī)架數(shù)已超過(guò)5萬(wàn)個(gè)。

在近日頒發(fā)的2022年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)中，國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心廣州中心(下稱(chēng)“廣州超算中心”)牽頭完成的“國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算多模式應(yīng)用支撐平臺(tái)”獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

超算廣州中心支持廣州市氣象部門(mén)依托超算實(shí)現(xiàn)了國(guó)際領(lǐng)先的超高分辨率區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式，對(duì)“杜蘇芮”、“山竹”、“利奇馬”等極端天氣的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，減少大量經(jīng)濟(jì)損失。廣汽依靠超算實(shí)現(xiàn)了整車(chē)設(shè)計(jì)、碰撞仿真、新能源汽車(chē)研發(fā)等多流程業(yè)務(wù)運(yùn)行，順利完成了傳祺多款熱賣(mài)車(chē)型的仿真計(jì)算。廣

中國(guó)科學(xué)院院士、嶗山實(shí)驗(yàn)室主任吳立新說(shuō)，目前，全世界都在致力于發(fā)展公里尺度的高分辨率地球系統(tǒng)模式，這需要有強(qiáng)大的算力做支撐。此外，要解決地球“過(guò)熱”問(wèn)題，還需要回顧地球過(guò)去的歷史。因此，他們正在推動(dòng)“穿越地球時(shí)空計(jì)劃”，希望用高分辨率的地球系統(tǒng)模式再現(xiàn)過(guò)去2萬(wàn)年間地球環(huán)境氣候變化的歷史，并回答未來(lái)幾百年地球系統(tǒng)到底要往哪個(gè)方向發(fā)展的問(wèn)題，而這同樣離不開(kāi)超算的支撐。同時(shí)，超算還能讓人們“進(jìn)入”地球深部，了解地球結(jié)構(gòu)，從而為我國(guó)能源開(kāi)發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

在中國(guó)工程院院士鄭緯民看來(lái)，夯實(shí)軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，為超算算力的釋放提供有力支撐是當(dāng)前最緊迫的任務(wù)。

鄭緯民表示，過(guò)去10年，我國(guó)在頂尖超算系統(tǒng)研制和超算系統(tǒng)部署數(shù)量方面處于國(guó)際領(lǐng)先行列，但在基礎(chǔ)軟件生態(tài)方面還需要完善，比如將領(lǐng)先算力高效轉(zhuǎn)化為解決科學(xué)與工程難題的能力有待提高;國(guó)產(chǎn)超算平臺(tái)架構(gòu)多樣，應(yīng)用移植和調(diào)優(yōu)工作量大;國(guó)產(chǎn)超算平臺(tái)支持復(fù)雜應(yīng)用全流程計(jì)算的能力亟待完善;跨超算中心協(xié)同研發(fā)和部署應(yīng)用的能力亟須提升等。

為了解決以上問(wèn)題，鄭緯民提出四點(diǎn)建議：第一，加強(qiáng)超算基礎(chǔ)軟件研制，提升轉(zhuǎn)化能力;第二，研制統(tǒng)一并行編程模型和編譯優(yōu)化平臺(tái);第三，建立國(guó)產(chǎn)超算HPDA系統(tǒng)軟件棧;第四，深入開(kāi)展超算算力網(wǎng)絡(luò)研究。

我們對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)進(jìn)行了長(zhǎng)期追蹤，結(jié)合我們對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)相關(guān)企業(yè)的調(diào)查研究，對(duì)我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局與形勢(shì)、贏利水平與企業(yè)發(fā)展、投資策略與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、發(fā)展趨勢(shì)與規(guī)劃建議等進(jìn)行深入研究，并重點(diǎn)分析了超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)的前景與風(fēng)險(xiǎn)。

想要了解更多超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2023-2028年國(guó)內(nèi)超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告》。

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