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超算，即超级计算或高性能计算，是计算机界“皇冠上的明珠”，也被视为科技突破的“发动机”。随着应用的不断开发与完善，超算服务着科学研究、产业发展各方面，成为解决人类难题的“超强大脑”。

科技部启动国家超算互联网部署工作

据科技部官方公众号消息，4月17日，科技部高新技术司在天津组织召开国家超算互联网工作启动会。会议发起成立了国家超算互联网联合体。

近年来，在科技部和各省市政府的积极推动下，超算建设已取得一定成绩，有效支撑了科技创新、社会民生、数字经济发展。但随着以大数据、人工智能为代表的新一代信息技术迅猛发展，全社会对算力提出了更高要求，急需突破现有单体超算中心运营模式，以应对算力设施分布不均衡、接口不统一、应用软件自主研发和推广不足等问题，更好地统筹协调全国超算中心算力。

超算互联网，是用互联网思维运营超算，将全国众多超算中心通过算力网络连接起来，构建一体化算力服务平台，其建设重要目标就是紧密连接供需方，通过市场化的运营和服务体系，实现算力资源统筹调度，降低超算应用门槛，并带动计算技术向更高水平发展，推动自主核心软硬件技术深度应用，辐射带动自主可控产业生态的发展与成熟。

会上，科技部高新技术司负责同志表示，科技部将通过超算互联网建设，打造国家算力底座，促进超算算力的一体化运营，助力科技创新和经济社会高质量发展。

按照计划，到2025年底，国家超算互联网将可形成技术先进、模式创新、服务优质、生态完善的总体布局，有效支撑原始科学创新、重大工程突破、经济高质量发展、人民高品质生活提高等目标达成，成为支撑数字中国建设的“高速路”。

中国超算的发展历程

·2005年之前：探索期

随着“十五”期间国家对高性能计算方向的支持，联想集团成功研制了深腾6800超级计算机系统，系统运算峰值达到了每秒5.3万亿次浮点运算，处于当时的世界领先水平，大大超过了863的专项规定指标。

·2006年至2015年：成长期

在成长期阶段，我国不断加速对高性能计算机的研制工作，2010年5月，曙光6000成功研制，2010年8月，“天河一号”系统成功研制，在当时全球超级计算机排名中，“天河一号”以峰值速度每秒4700万亿次、持续速度每秒2566万亿次，夺得世界第一。此后，“神威蓝光”、“天河二号”等更多超级计算机不断被推出，截至2015年年底，国家高性能计算环境包含15个节点单位资源，聚合计算资源超过12PFLops，聚合存储资源34PB。

·2016年至2021年：成熟期

在此期间，我国持续加快建设超算中心的建设，依托自主可控的技术，不断建设我国的超级计算的生态，面向用户提供更加便捷的高性能计算服务。此外中国还鼓励各类超算中心加入到环境共享计算资源中来，促进产生更多的行业应用成果。

·2021年之后：创新期

未来在创新期阶段，随着5G通信技术的进一步发展，人工智能、云技术、大数据、区块链等新兴技术的快速应用，超算服务将融合更多新兴技术和产业，实现服务的进一步升级。在与新兴技术融合下的超算服务，能够以更加灵活、强大、便捷的模式服务更多潜在客户，尤其是企业客户及高校客户等。

为何要发展超算互联网

科学技术部高新技术司副司长梅建平介绍说，国家长期支持中国高性能计算发展，经过30年的努力，中国超算已经达到了世界先进水平。我们多次在国际上取得了超算第一的好成绩，现在总体算力水平也达到了世界第二。

梅建平介绍说，人工智能有三要素：数据、算法、算力，算力支撑实际上非常重要。算力现在需求更为广泛，希望有更多的科研机构、公司企业，包括老百姓能够接触到算力，得到普惠的算力，算力也变成了现代信息技术方面的重要支撑。现在的技术也需要不断突破，比如我们的服务模式也需要不断突破。从提供算力到提供服务，我们要在这个基础上建设发展超算互联网，用互联网的思维来推动超算服务，支撑数字中国的建设和智慧中国的建设，这就是我们建设超算互联网的初衷。

据了解，超算想要在变局中求发展，除了依托体系结构和关键技术创新在硬件上实现突破、同时加强算法和软件研究，建立超算的应用生态外，还有很重要的一步就是以互联网理念建立支撑各类应用、具有可持续发展模式的超级计算基础设施，也就是“超算互联网”。

全球超级计算机500强，中国占据162席

据最新的第60期全球超级计算机500强（TOP 500）榜单显示，中国有两台计算机入围此次榜单中的 TOP10，共有 162 台计算机入围 TOP 500 总榜单。（注：全球超级计算机500强榜单始于1993年，每半年发布一次，是给全球已安装的超级计算机排名的知名榜单。）

尽管在单台性能方面处于劣势，但在TOP 500发榜后，中国依然被外媒称作“最大的未知数”。

榜单显示，虽然中国只有两台超算“神威·太湖之光”和“天河二号”杀入TOP10，但总共500台上榜超算，中国占据162台，比去年的173台还有所下降，但依然比欧洲多31台、比美国多36台，稳居世界第一的宝座。

在算力方面，美国在已部署的算力中以43.2%排名第一，日本以19.6%排名第二，中国以10.6%位列第4。

值得注意的是，中国已停止向TOP500委员会提交最先进的超算系统信息，这也导致在对全球的超级计算机数量进行统计时——外媒不得不将中国的数据排除在外。

外媒曾报道，中国很可能比美国更早做出了E级超算，甚至还不止一台。

第一台是无锡国家超级计算中心的1.3 exaflops“神威·海洋之光”。该系统于2021年3月使用高性能Linpack（HPL）基准测试，并达到了1.05 exaflops的持续性能；

第二台则是位于广州国家超级计算机中心的“天河三号系统”。据说也达到了1.3 exaflops的峰值容量，在HPL测试中有超过1 exaflops的持续性能。

然而这两台机器都没有出现在2021年至今的Top500排名中。

近十年来，中国国产超级计算从千万亿次，到亿亿次，再到今天百亿亿次的突破，见证着我们不断攀登世界超算之巅。如今，我国超级计算机领域已位列世界前列，随着未来更多高新技术的发展越来越依赖超级计算机，中国的优势将会越来越大。但是，在自豪的同时，也同样要认清现实，我们虽然拥有世界一流的硬件设备，但是在软件及应用程序的开发方面，相较于西方国家还有着不小的距离。

盘点国家级超级计算中心

根据中国计算机学会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。

截至目前，我国已批准建立的国家超级计算中心共有十所，分别是国家超级计算天津中心、广州中心、深圳中心、长沙中心、济南中心、无锡中心、郑州中心、昆山中心、成都中心、西安中心。

·天津超算中心

国家超级计算天津中心是2009年5月批准成立的首家国家级超级计算中心，部署有2010年11月世界超级计算机TOP500排名第一的“天河一号”超级计算机和“天河三号”原型机系统。服务于石油勘探、动漫渲染、生物医药、天气预报、海洋环境工程、遥感数据处理等多个领域。

·深圳超算中心

国家超级计算深圳中心于2009年获国家科技部批准成立，是深圳建市以来规模最大的国家级重大科技创新基础设施。配备“星云”超级计算机， 2010年5月以运算速度每秒1271万亿次（理论峰值为每秒3000万亿次）排名世界第二。以超级计算机为平台，以云计算为方向，开展存储、虚拟化、负载均衡、超大规模科学计算、工程仿真和图形图像处理领域的研究，以及针对大规模用户的云办公、云桌面等云应用方面的研究。

·长沙超算中心

国家超级计算长沙中心是由国家科技部正式批准建立的第三家、中西部第一家国家超级计算中心，采用“政府主导、军地合作、省校共建、市场运作”的运营模式，由湖南省政府负责建设资金投入，湖南大学负责运营管理、国防科技大学负责技术支持。核心平台为国防科技大学研制的TH-1HN系统，全系统峰值计算性能每秒1372万亿次，Linpack测试浮点计算性能每秒763.9万亿次，磁盘总容量1.47PB。在科学研究、信息服务、装备制造等领域产生了重要的应用效益。

·济南超算中心

国家超级计算济南中心由国家科技部批准成立，创建于2011年，装备神威蓝光超级计算机，系统持续性能为每秒796万亿次，是我国第一台完全采用自主研制的多核处理器构建的千万亿次超级计算系统。在海洋科学与产业、金融风险分析、药物筛选、气候气象、石油勘探、生物信息、工业设计、智慧城市等领域开展应用。

·广州超算中心

国家超级计算广州中心是国家在“十二五”期间部署的重大科技创新平台，在国家科技部的支持下，由广东省人民政府、广州市人民政府、国防科技大学和中山大学共同建设。配置天河二号系统，一期峰值计算速度每秒5.49亿亿次，持续计算速度每秒3.39亿亿次，能效比每瓦特19亿次双精度浮点运算。拥有材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、天文、地球科学与环境工程计算等多个应用服务平台。目前，超算系统计算能力升级至100PF。

·无锡超算中心

国家超级计算无锡中心经国家科技部批准成立，由国家科技部、江苏省和无锡市三方共同投资建设。中心坐落在风景秀丽的江苏省无锡市蠡园经济开发区，拥有世界上首台峰值运算性能超过每秒十亿亿次浮点运算能力的超级计算机——“神威·太湖之光”，运算系统全面采用了国产“申威26010”众核处理器，也是我国第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机。面向生物医药、海洋科学、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务，承接国家、省部等重大科技或工程项目，为我国科技创新和经济发展提供平台支撑。

·郑州超算中心

国家超级计算郑州中心是2019年4月科技部批复建设的第七家国家超级计算中心，是“十三五”期间国家在河南部署的重大科技创新平台。2020年11月通过科技部验收并纳入国家超算序列管理。国家超级计算郑州中心主机系统总体设计按照“安全可控、应用包容、按需扩展、高效节能”的基本原则，配备新一代高性能计算机——“嵩山”超级计算机，理论峰值计算能力100PFlops，存储容量100PB，采用绿色节能的浸没式相变液冷冷却技术，PUE值低于1.04。“嵩山”超级计算机基于超融合自适应并行处理体系，采用超算能力+云化服务的模式，配备国产安全可靠的云计算平台、高性能计算集群管理调度平台、人工智能平台以及专业的在线运维平台，提供类型多样的先进计算服务，构建技术先进、安全可控、创新引领的国家超级计算中心。

·昆山超算中心

2020年，总投资20多亿元的国家超级计算昆山中心建设项目顺利通过科技部组织的专家验收，成为江苏省第二个、国家第八个超级计算中心。昆山超算中心集成了中国科学院相关领域的最新科研成果，与科学院中国科技云资源相衔接，成为共享超级计算平台，将承接长三角区域大科学装置的先进计算及科学大数据处理业务，与苏州深时数字地球研究中心、上海脑科学研究中心等开展战略合作，重点围绕人工智能、生物医药、物理化学材料、大气海洋环境等前沿科学领域开展应用计算研究与服务。

·成都超算中心

成都超级计算中心位于四川省成都市成都科学城鹿溪智谷，总投资约25亿元，总建筑面积约6万平方米，旨在建成中国西部地区首个国家超级计算中心，于2020年9月建成投运。最高运算速度达到10亿亿次，进入全球前十位。成都超级计算中心以安全可控的新一代超级计算机系统为核心，应用领域涵盖航空航天、电子信息、生物医药、装备制造、先进材料、能源化工等各个方面，是建设中国西部（成都）科学城、争创综合性国家科学中心的重大战略支撑项目。

·西安超算中心

即将投用的国家超算西安中心，选址航天基地航创路以北、航天东路以西，是城市“新基建”的重要建设内容，项目占地面积约50.63亩，共分两期进行建设，包括中心主体、配套办公楼与平台等部分。中心一期于2020年8月启动建设，目前已完成建设并正式供电，进入最后的设备联调程序。国家超算西安中心集科学计算、工程模拟、人工智能、大数据分析处理于一体，建成后将助力前沿科学研究、科技创新，满足西安众多高校、科研院所、航空航天等单位对于高性能计算的刚性需求。　围绕超算项目，当前拟吸引西安电子科技大学工业软件研究院、中科曙光等项目落地，打造工业软件、存储、GPU、服务器整机研发设计产业集群，并引进培育孵化一批生态型企业。

责任编辑：张薇

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