中国超算再次问鼎全球 中国超级计算机发展分析

中国超算再次问鼎全球

5月27日，齐鲁工业大学(山东省科学院)透露，近日在德国汉堡举办的ISC 2023高性能计算大会发布了最新IO500榜单，该校国家超级计算济南中心(以下简称“济南超算”)构建的验证性计算集群(Cheeloo-1)在10节点研究型榜单登顶夺冠， 测试得分突破13万。继济南超算山河计算集群在ISC 2022夺冠后，济南超算以超越历史最佳纪录15倍的绝对优势，再次问鼎全球。

“国家超算互联网平台不仅要连接超算中心，还要连接人，连接应用和服务。”近日，在2023年大湾区科学论坛信息与通信分论坛上，国家高性能计算机工程技术研究中心副主任曹振南透露，国家超算互联网平台已进入研发阶段，将破解行业与区域算力分布不均问题，推动前沿科技创新与人工智能产业发展，逐步落实形成技术先进、模式创新、服务优质、生态完善的总体布局。

前不久，科技部高新司在天津召开国家超算互联网工作启动会，宣告国家超算互联网启动部署与建设。曹振南表示，伴随国家超算互联网平台的建设，其将有效支撑前沿科研创新、重大工程突破、经济高质量发展、人民生活品质提高等目标达成，成为支撑数字中国建设的“高速路”。

人工智能的兴起，为各行业带来海量AI算力需求，但AI算力在不同区域、行业分布不平均，造成多行业存在巨大AI算力缺口。而超算互联网平台的建设目标之一，就是为解决算力设施分布不均衡的问题，实现超算资源的互联互通、资源共享。

据介绍，由国家高性能计算机工程技术研究中心提出的超算互联网行动方案，将打造集应用、数据、算力服务于一体的超算互联网平台，有助于破解此类问题，推动前沿科技创新与AI产业发展。

曹振南指出，目前正在研发中的超算互联网平台，可实现异地、异构算力中心的链接，依托集算力、应用、数据、社区等一体运营模式，实现包括AI算力在内的全国算力资源统筹与调度。当行业用户在研发AI应用时，无需投入海量硬件，依托超算互联网平台就可完成AI大模型训练等复杂计算任务。

曹振南表示，超算互联网平台最大的改变是从提供超算算力转变为提供超算算力服务和应用服务，并且将算力供应商、应用软件商、开发者、最终用户有机链接成一个超算生态圈，形成互利共赢的商业创新模式。

通过这个平台，一方面让用户可像“网上购物”一样便捷使用超算应用和算力服务，另一方面也让更多企业自主开发的应用能被更多用户看到和使用。曹振南说，这将形成一个良性循环，有利于促进超算产业的高质量、可持续发展，更大地发挥超算在民生服务、社会治理等领域的创新引领作用。

此外，超算用户社区作为超算生态圈的重要组成，让用户不仅可在社区内发布应用场景案例，还可分享使用经验，最终形成业务交流、需求发布、成果汇聚的社区网络，释放社会科研创新潜能。

在近日举行的世界智能科技创新合作峰会上，国家超算天津中心发布了天河百亿亿级智能计算开放创新平台和国产中文大模型——天河天元。国家超级计算天津中心党组书记、应用研发首席科学家孟祥飞说，国家超算天河团队与信创海河实验室、天津大学、国防科大团队，共同致力于打造国产超级算力和智能算力底座，构建高标准大规模的中文数据集，通过国产中文大模型的研发和设计来支撑智能科技的创新。

众所周知，中文大语言模型的数据集非常稀缺。国家超算天津中心搜集整理了网页数据、各种开源训练数据、中文小说数据、古文数据、百科数据、新闻数据，以及专业领域的中医、医药、问诊、法律等多种数据集，训练数据集总token数达到350B，训练打造了自己的中文语言大模型——天河天元大模型。

在算力中，超级算力应该是算力当中的“战斗机”，是最强大的算力存在。事实上，每一次超级计算机的升级换代，都经历了从底层的高性能计算芯片升级、高速互联网络升级，再到基础操作软件的整体性升级换代，才能带来一代新的超级计算机，而这也代表着在信息技术的创新能力和创新水平的新革命。

超级计算也被誉为大国重器，在这个体系当中天河应该成为中国超级计算发展的一个代表。孟祥飞说，过去10年中，团队不断挑战着世界算力速度的极限，从千万亿次到亿亿次，再到今天的百亿亿次的突破，正是这样一个强大的算力，也使得天津成为全国乃至世界超级算力的重镇，天津为全国贡献了超过20%以上的超级算力。来自全国8000多个科研机构、企业、政府部门的研发、设计依托天河超算进行技术创新和产业发展。

“天河百亿亿级的智能计算开放创新平台”正是依托了天河超级计算系统。超级计算的传统强项是高精度的科学工程计算，比如预报天气，需经过成千上万次的精确迭代计算以后，得出一个正确的结果，“预报的结果要可信，要有严格的误差控制，因此必须保持高精度计算”。

而眼下正在快速兴起的智能计算，特别是大模型带来的智能计算需求，对高精度计算的要求并不强烈。比如文本生成等，主要做的是特征提取、逻辑判断，就带来了一个新的计算范式的需求，即“低精度智能计算”。

于是在新一代超级计算机中，天河团队首次提出了柔性体系结构，就是在支持高性能计算、超级计算、科学工程计算的同时，也适配智能计算，支持世界领先的双精度、单精度、半精度融合计算输出能力。天河E级智能计算开放创新平台将带来突破百亿亿次的跨模态的超级计算算力，支撑传统的科学工程计算，并服务智能混合计算，打造全方位的算力赋能创新和数字经济高质量发展载体。

行业大模型就是在基础大模型上，进一步融合行业数据、知识以及专家经验，提升大模型对行业应用的适配性。大模型“预训练+精调”等模式带来了新的标准化AI研发范式，实现AI模型在更统一、简单的方式下规模化生产。这将会带来一场通用人工智能为驱动力的“AI革命”。

用大模型作为产业智能化升级基座，加之专业数据集，将打造出更贴合行业领域的智能化高水平“专家”，为行业赋能，推动行业升级，提升领域创新效率、行业生产效率，成为人工智能驱动新一轮科技革命和产业变革的巨大力量。孟祥飞期待，让国产创新基础上的“天河E级超智算力开放平台”“天河天元大模型”赋能百业、赋能天津、赋能中国高质量发展。

中国超级计算机发展分析

据中研普华产业研究院出版的《2022-2027年超级计算机市场投资前景分析及供需格局研究预测报告》统计分析显示：

超级计算机(Super computer)，是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑。就超级计算机和普通计算机的组成而言，构成组件基本相同，但在性能和规模方面却有差异。超级计算机主要特点包含两个方面：极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度，因此它可以在多种领域进行一些人们或者普通计算机无法进行的工作。

我国超级计算机的应用领域逐渐拓宽，从国家安全、核武器研制、气象预报、石油勘探这样的国家战略领域，拓展到互联网、大数据、人工智能、基因测序、影视制作、金融等领域，惠及各个不同的行业，越来越贴近国民经济生活。例如，由于超级计算机的计算成本越来越低，且测序仪越来越快，基因测序的价格在快速地下降，从过去的每人每次几十万元，到现在的每人每次几千元。

在国际超算组织Top500榜单中，中国供应商制造超级计算机数量连续9次市场份额位居全球第一。2022年6月中国超级计算机数量共173台，全球占比34.6%。

据中国计算机学会HPC专业委员会统计，中国超级计算机性能从2002年到至今已增加4万多倍：中国超级计算机发展迅速，已应用在各细分领域与学科，在峰值速度、持续性能和绿色指标等方面不断实现突破。

随着人工智能新兴产业得到高速发展，传统计算架构已无法满足海量数据和复杂模型对大规模并行计算能力的需求，对人工智能硬件设备性能提出了更高要求。人工智能芯片和超级计算机是保障人工智能产业持续高速发展的核心硬件基础设施，以人工智能为载体的算力更是人工智能发展水平的重要衡量指标之一，对人工智能的应用影响深远。未来，超级计算与容器云的融合，也将成为新产品。此类高性能云拥有四大优势，包括：容器化。也就是具备微服务架构，快速部署服务满足企业云需求，轻量级和松耦合，更加高效与快捷;可视化编程。简化了创建、管理、运维应用服务的门槛，支持标准化的可视化编排模板导入导出，画图即创建;流水线。代码提交即部署，自动化管理降低过程复杂性，持续集成、持续发布和持续部署;弹性伸缩。动态调整应用部署规模，无需人为干预，提高服务扩展的自动化，根据阈值实时收缩，节省资源。

未来行业市场发展前景和投资机会在哪?欲了解更多关于行业具体详情可以点击查看中研普华产业研究院的报告《2022-2027年超级计算机市场投资前景分析及供需格局研究预测报告》。由中研普华研究院撰写，本报告对我国超级计算机行业的供需状况、超级计算机发展现状、超级计算机子行业发展变化等进行了分析，重点分析了超级计算机行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、超级计算机行业的发展建议、超级计算机行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。超级计算机报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

超级计算机行业研究报告旨在从国家经济和产业发展的战略入手，分析超级计算机未来的政策走向和监管体制的发展趋势，挖掘超级计算机行业的市场潜力，基于重点细分市场领域的深度研究，提供对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘，清晰发展方向。

在形式上，超级计算机报告以丰富的数据和图表为主，突出文章的可读性和可视性，避免套话和空话。报告附加了与行业相关的数据、超级计算机政策法规目录、主要企业信息及超级计算机行业的大事记等，为投资者和业界人士提供了一幅生动的超级计算机行业全景图。