超算互联网

摘要：中国通过长期坚持“机器、应用、环境”三位一体协同发展的战略，超算产业实现了从无到有、从弱到强的蜕变。目前我国超算产业已跻身全球第一梯队，2022年我国超算算力规模为3.9 Eflops，较2021年提升了0.9 Eflops，占全球比重为24.4%。对于超算产业而言，超算互联网的构建是一个重要的里程碑，更是一个新的开始。超算互联网平台可以突破当前算力设施分布不均衡、超算水平参差不齐、超算应用软件自主研发和推广不足等问题。通过网络连接全国已经建成的超算中心、智算中心，形成统一的应用环境，有利于培养用户的使用习惯，降低使用门槛，提高超算资源的应用水平。超算互联网正以一种全新的生产力形式，为各行各业的数字化转型注入新动能，成为数字经济社会高质量发展的重要驱动力。

一、定义及分类

超算互联网是以互联网的思维运营超算中心，并连接产业生态中的算力供给、应用开发、运营服务、用户等各方能力和资源，构建一体化超算算力网络和服务平台。重要目标是紧密连接供需双方，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。超级计算机是构建超算互联网的基础，从算力资源的需求看，超级计算机可以分为尖端超算、通用超算、业务超算和人工智能超算四大类。

二、行业政策

构建超算互联网对发展数字经济、打造数据强国具有重要意义。近年来，我国中央政府及地方政府在政策中多次提及超算互联网，大力支持超算互联网建设，加快构建全国一体化算力网。2023年10月，工业和信息化部、教育部等六部门发布了《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出要强化算力接入网络能力。推动城域光传输设备向综合接入节点和用户侧部署，加快实现大带宽、低时延的全光接入网络广泛覆盖，城区重要算力基础设施间时延不高于1ms。提升边缘节点灵活高效入算能力，满足企业快速、就近、灵活、高效联接算力需求。湖北省武汉市于2024年2月出台了《武汉市推进算力基础设施及应用产业高质量发展行动方案（2024-2025年）》，其中表示要积极参与省级算力调度体系建设。推动武汉超算中心、曙光智算中心等加入国家超算互联网体系。

三、发展历程

超算互联网是一种先进计算基础设施，我国高度重视超算互联网工程，并于2020年在重点研发计划的“高性能计算”重点专项中，专门部署超算互联网原型项目——国家高性能计算环境领域应用平台及服务体系研究与构建，目前已在多个方面取得了重要进展。超算互联网原型项目可实现多个国家超级计算中心之间每秒千亿字节的高速网络互联互通，聚合每秒不少于200亿亿次浮点运算的计算能力和1艾字节的存储能力。2023年以来，超算互联网建设步伐明显提速，2023年4月，科技部高新司在天津组织召开国家超算互联网工作启动会。9月，国家超算互联网开启了面向软件服务商和软件平台的招募。11月，国家超算互联网启动公开测试。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

超算互联网属于技术密集型产业，具有较高的技术壁垒。超算互联网涉及超级计算机、高速网络等多方面技术，对参与建设的各方技术要求较高。如超算中心是构建超算互联网的基础，建设超级计算中心不等同于购置一台高性能计算机，还需要做多方面的系统、业务建设以确保服务质量和使用效率，包括基建设施、超级计算机系统、软件、应用支持、服务运营机制等等。

2、人才壁垒

超算互联网的建设与运营涉及诸多方面，需要大量的高素质复合型人才，对研发人才与管理人才的专业知识与创新能力要求极高。尤其离不开以超算中心为主的超算运营管理与技术开发人才，需要具备相关应用领域和行业专业知识、行业经验的人才队伍。

3、资金壁垒

超算互联网是一个新鲜事物，全球范围内，并没有经验可以借鉴，构建超算互联网不仅对技术、人才要求较高，还要求参与建设的各方具有较强的资金实力，以支撑长期持续的投入，实现不断优化升级，最大程度发挥超算互联网的功能。

五、产业链

1、行业产业链分析

超算互联网基本架构包括基础算力层、超算应用系统、应用使用者三层，超算中心主要提供超算算力、数据、软件等资源，超算互联网服务平台以高速网络连接全国各地各级超算中心，整合多个超算中心的软硬件资源，通过搭建超算资源共享与交易平台，支持算力、数据、软件、应用等资源的共享与交易，并可为用户提供多样化的算力服务。

超算互联网行业产业链

超级计算机

中国国家并行计算机工程技术研究中心

曙光信息产业股份有限公司

浪潮电子信息产业股份有限公司

联想集团有限公司

通信网络

中国移动通信集团有限公司

中国联合网络通信集团有限公司

中国电信股份有限公司

华为技术有限公司

上游

超算互联网平台

中游

科学研究

人工智能

航天航空

工业制造

下游

2、行业领先企业分析

（1）曙光信息产业股份有限公司

（2）北京并行科技股份有限公司

并行科技自成立以来，围绕超算建设者和最终使用者，自主研发并提供超算云软件、超算云服务以及相关技术服务。超算云服务业务以云计算的方式向用户提供高性能CPU、GPU算力资源及相关IT服务；超算云软件涉及产品包括自研软件、定制软件及代理软件。超算云服务为公司最大营收来源，2023年上半年该业务营收为15770.1万元，占公司总营收的77.87%。其次为超算云系统集成业务，营收为3626.7万元，占比为17.91%。

六、行业现状

超算互联网的建设离不开超算中心，中国通过长期坚持“机器、应用、环境”三位一体协同发展的战略，超算产业实现了从无到有、从弱到强的蜕变。目前我国超算产业已跻身全球第一梯队，2022年我国超算算力规模为3.9 Eflops，较2021年提升了0.9 Eflops，占全球比重为24.4%。对于超算产业而言，超算互联网的构建是一个重要的里程碑，更是一个新的开始。超算互联网正以一种全新的生产力形式，为各行各业的数字化转型注入新动能，成为数字经济社会高质量发展的重要驱动力。

七、发展因素

1、有利因素

（1）国家政策不断加大支持力度

构建超算互联网是数字经济时代下我国算力产业重要任务之一。近年来，我国政府部门高度重视新型算力网络体系建设，多次发布政策及在重要会议中表示，要加快构建全国一体化算力网络，支持超算互联网建设。政策持续发力，未来将成为推动超算互联网建设的重要因素之一。

（2）有利于提高超算资源的应用水平

超算互联网平台可以突破当前算力设施分布不均衡、超算水平参差不齐、超算应用软件自主研发和推广不足等问题。通过网络连接全国已经建成的超算中心、智算中心，形成统一的应用环境，有利于培育用户的使用习惯，降低使用门槛，提高超算资源的应用水平。

（3）我国超级计算机性能得到了大幅提升

相较于发达国家，我国超算计算机研发起步较晚，但发展十分迅速，在国家部门、研究单位、行业企业等各方共同努力下，我国超级计算机性能得到了大幅提升，诞生了“天河系列”“神威·太湖之光”等性能优异的超级计算机。超级计算机性能不断提升为超算中心建设奠定了坚实的技术基础，这也进一步凸显了构建超算互联网的重要性。

2、不利因素

（1）产业生态尚不完善

超算互联网的构建和运营无论在技术上、人才上还是在商业模式、产业培育上都面临着诸多挑战。如存在产业生态尚不完善，超算自主应用软件用户数量少、产品化弱、运营推广不足，算力设施分布不均、接口不统一，不同超算中心、业务实体之间尚未建立共赢模式等问题。

（2）低时延和高带宽网络仍是当前超算互联网亟待突破的关键技术之一

超算互联网构建于超级计算和高速网络的基础之上，对相关产业生态的依赖非常明显。超算互联网需要通过高速网络高效连接来自不同超算中心和资源提供单位的、分布异构的超算资源，需要实现算力、存储、数据等各种高性能计算资源的共享和高性能计算任务的有效调度。数据的传输速度直接影响到计算效率，因此，长距离数据传输的低时延和高带宽网络仍是当前超算互联网亟待突破的关键技术之一。

（3）行业人才缺口较大

超算互联网是战略性、前沿性的新兴技术，超算互联网建设步伐不断提升，对人才需求持续增长，人才缺口也随之扩大，既了解行业知识，又具备超算专业能力的交叉复合型人才严重不足，人才队伍建设困难，从而制约行业发展。

八、竞争格局

超算互联网对各类超算的“入网”持开放态度，在国家政府部门大力支持下，越来越多的市场主体参与到超算互联网建设中，除国家超级计算天津中心、济南中心、广州中心等国家级超算中心外，还包括清华大学、西北农林科技大学、长春师范大学、吉林大学等高校机构，赛尔网络、中诚华隆、中信网络、世纪美扬等企业也在为超算互联网建设贡献力量。未来超算互联网的建设仍需要各方共同发力。

九、发展趋势

超算互联网的搭建，意义不仅是算力的高效互联互通，更是超算从提供硬件类算力支持到提供更软的算力服务的转变。未来，我国将继续推动超算互联网建设，夯实国家算力底座。届时，我国超算互联网核心技术将不断突破，产业生态持续完善，市场参与主体愈发丰富，有力支撑我国数字经济发展。科技部表示，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、经济高质量发展等目标达成，成为支撑数字中国建设的“高速路”。