全國(guó)首個(gè)超算互聯(lián)網(wǎng)工程上線：布局建設(shè)超算互聯(lián)網(wǎng)意義重大

過(guò)去五年間中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率保持在24。%左右，預(yù)計(jì)至2025年，這一數(shù)據(jù)將繼續(xù)維持在24.1%。繼武漢超算中心項(xiàng)目本月封頂后，7月22日，國(guó)內(nèi)首個(gè)超算互聯(lián)網(wǎng)工程在山東濟(jì)南上線。

超算互聯(lián)網(wǎng)是一種以超級(jí)計(jì)算機(jī)、高速互聯(lián)網(wǎng)和海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為基礎(chǔ)的國(guó)家級(jí)先進(jìn)超算基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)上述工程，各地的超算中心和大數(shù)據(jù)中心將有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和算力的互聯(lián)互通，被整合成為一個(gè)算力融合的網(wǎng)絡(luò)。

據(jù)記者了解，目前濟(jì)南生產(chǎn)的服務(wù)器產(chǎn)銷量居全國(guó)第一、全球第二，AI服務(wù)器產(chǎn)銷量全球第一，超算制造全球第二，國(guó)內(nèi)超過(guò)50%的AI算力來(lái)自濟(jì)南。2021年8月、山河超級(jí)計(jì)算機(jī)在濟(jì)南建設(shè)完成，并在 2022 年度國(guó)際超算大會(huì)上登頂最新一期IO500榜單，算力產(chǎn)業(yè)成為濟(jì)南服務(wù)黃河重大國(guó)家戰(zhàn)略的重要支撐。

“地區(qū)算力供需不均衡，算力與網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)不成熟、標(biāo)準(zhǔn)不完善等問(wèn)題也成為制約我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向更高水平的瓶頸。”山東省創(chuàng)新發(fā)展研究院院長(zhǎng)劉峰在上線儀式上表示，濟(jì)南超算作為我省國(guó)家大科學(xué)裝置和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，正面臨數(shù)字經(jīng)濟(jì)、“東數(shù)西算”等國(guó)家級(jí)重大戰(zhàn)略的歷史機(jī)遇。除了濟(jì)南外，超算產(chǎn)業(yè)在我國(guó)“多地開花”。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年，科技部批準(zhǔn)建立的國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心共有九所，分別位于天津、廣州、深圳、長(zhǎng)沙、濟(jì)南、無(wú)錫、鄭州、昆山和成都。根據(jù)沙利文研究的數(shù)據(jù)，過(guò)去五年間中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率保持在24。%左右，預(yù)計(jì)至2025年，這一數(shù)據(jù)將繼續(xù)維持在24.1%。

從算力資源的需求看，超級(jí)計(jì)算可以分為尖端超算、通用超算、業(yè)務(wù)超算和人工智能超算四大類。而我國(guó)超算中心的服務(wù)對(duì)象多以高等院校、科技研究所、政府主導(dǎo)的科技工程項(xiàng)目為主，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)分析的需求越來(lái)越強(qiáng)，會(huì)誕生出更多的業(yè)務(wù)類型。

新基建、東數(shù)西算等工程的實(shí)施，對(duì)于推動(dòng)算力、算法、數(shù)據(jù)、應(yīng)用資源等的集約化和服務(wù)化創(chuàng)新提出了更高的要求，對(duì)構(gòu)建可提供高端算力服務(wù)的一體化先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的挑戰(zhàn)。

“為了解決我國(guó)超算中心運(yùn)行面臨的挑戰(zhàn)，提升我國(guó)超算的應(yīng)用水平，推動(dòng)超算中心從提供裸機(jī)時(shí)向提供多領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行?！?月22日，國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心主任楊廣文在接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)說(shuō)。

楊廣文透露，目前我國(guó)超算互聯(lián)網(wǎng)原型項(xiàng)目研究已取得初步成果，將于近期對(duì)外正式發(fā)布。今后，這些成果將能進(jìn)一步支持智能計(jì)算中心的互聯(lián)，并在更高層面上支持未來(lái)算力網(wǎng)的構(gòu)建與營(yíng)運(yùn)。

楊廣文介紹，超算互聯(lián)網(wǎng)是一種以超級(jí)計(jì)算機(jī)和高速互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的國(guó)家級(jí)先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，它以高速網(wǎng)絡(luò)連接分布各地的超算中心，聚合多個(gè)超算中心的軟硬件資源，并通過(guò)建設(shè)超算資源共享與交易平臺(tái)，支持算力、數(shù)據(jù)、軟件、應(yīng)用等資源的共享與交易，同時(shí)向用戶提供多樣化的算力服務(wù)。

作為一種先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，超算互聯(lián)網(wǎng)將超算所提供的強(qiáng)大計(jì)算變?yōu)橛?jì)算服務(wù)，并以一種標(biāo)準(zhǔn)化的形式提供給計(jì)算服務(wù)的使用者。

“超算互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)制定資源接入、共享、交易等標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建具備資源共享與交易能力的公益性資源平臺(tái)，可將各級(jí)超算中心、云計(jì)算企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等不同來(lái)源的算力、數(shù)據(jù)、軟件、應(yīng)用等統(tǒng)一為超算資源并整合到一起，為科研、生產(chǎn)生活等提供高效、專業(yè)的超級(jí)計(jì)算服務(wù)?！睏顝V文說(shuō)。

在楊廣文看來(lái)，和傳統(tǒng)的超算應(yīng)用相比，超算互聯(lián)網(wǎng)的最大特點(diǎn)是將提供超算算力轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┏銘?yīng)用服務(wù)，這就帶來(lái)了超算互聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用模式上的巨大改變，對(duì)超算及其應(yīng)用的發(fā)展具有相當(dāng)大的推動(dòng)作用。

在清華大學(xué)副教授黃震春看來(lái)，作為一種信息基礎(chǔ)設(shè)施，超算互聯(lián)網(wǎng)起到了連接下層資源提供者與上層用戶的作用。因此，從商業(yè)運(yùn)營(yíng)角度來(lái)看，超算互聯(lián)網(wǎng)的核心服務(wù)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)公益平臺(tái)，在國(guó)家相關(guān)部門的支持與指導(dǎo)下應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心研發(fā)工程師葉躍進(jìn)認(rèn)為，在建設(shè)超算互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，要改變超算中心分散獨(dú)立運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致的算力碎片化和資源利用不均衡的局面，實(shí)現(xiàn)超算資源的互聯(lián)互通和資源共享、交易等;同時(shí)，要構(gòu)建超級(jí)計(jì)算管理及應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)體系，提供跨域的統(tǒng)一服務(wù)策略和評(píng)價(jià)指標(biāo)，提供并行應(yīng)用軟件，以及軟件的共享與交易機(jī)制;此外，還要支持建設(shè)面向各領(lǐng)域和重點(diǎn)行業(yè)的應(yīng)用平臺(tái)，充分利用國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算資源，有效支持重點(diǎn)科研與行業(yè)用戶，引導(dǎo)、培育超級(jí)計(jì)算資源和服務(wù)的商品化和市場(chǎng)化，從根本上提高我國(guó)并行算法與并行軟件的研發(fā)水平，使超級(jí)計(jì)算更好地服務(wù)于科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等。

算力再?gòu)?qiáng)，如果“有算無(wú)網(wǎng)”，算力也是一座孤島。想要算力像水電一樣即取即用，算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)至關(guān)重要。在這方面，國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心(以下簡(jiǎn)稱“濟(jì)南超算”)走在了全國(guó)前列。7月22日，在濟(jì)南超算，超算互聯(lián)網(wǎng)工程正式上線。通過(guò)這一工程，各地的超算中心和大數(shù)據(jù)中心將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和算力的互聯(lián)互通，被整合成為一個(gè)算力融合的網(wǎng)絡(luò)。　　“十四五”時(shí)期，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。算力作為數(shù)字時(shí)代的生產(chǎn)力，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用不斷增強(qiáng)。

但是，地區(qū)算力供需不均衡，算力與網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)不成熟等問(wèn)題也制約著數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向更高水平?！　　巴ㄟ^(guò)超算互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)資源的地區(qū)間統(tǒng)一調(diào)度至關(guān)重要。”國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心副主任、濟(jì)南超算研究院院長(zhǎng)潘景山以電力類比，進(jìn)行了解釋，“起初是一個(gè)個(gè)分布式電廠，后來(lái)互聯(lián)互通形成了國(guó)家電網(wǎng)。通過(guò)超算互聯(lián)網(wǎng)，可以將算力輸送到各個(gè)城市、各個(gè)企業(yè)、千家萬(wàn)戶，讓大家便利地用到超級(jí)計(jì)算的算力?！薄　　皾?jì)南超算從2017年就提出了超算互聯(lián)網(wǎng)的概念?！饼R魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)計(jì)算學(xué)部常務(wù)副主任吳曉明介紹。為搭建超算互聯(lián)網(wǎng)，濟(jì)南超算持續(xù)進(jìn)行科研投入，邁過(guò)多道技術(shù)關(guān)卡，在高速網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)資源感知調(diào)度、算力網(wǎng)絡(luò)融合和安全方面突破了一批關(guān)鍵技術(shù)。

原有互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法滿足算力輸出的需求，因此高速專用網(wǎng)絡(luò)是超算互聯(lián)網(wǎng)的“底座”?！霸瓉?lái)的網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于高速公路，而我們要用的是高鐵，速度更快、延時(shí)更小?！迸司吧浇忉?。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)，濟(jì)南超算已經(jīng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離IB網(wǎng)絡(luò)連接，500公里傳輸往返時(shí)延僅5.6毫秒，這與普通互聯(lián)網(wǎng)相比性能大幅度提升?；谠摷夹g(shù)，濟(jì)南超算建立了濟(jì)南—青島超算互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)網(wǎng)?！耙劳性摼W(wǎng)絡(luò)，青島超算和濟(jì)南超算已經(jīng)在海洋數(shù)值模擬等方面深度合作?！眳菚悦鹘榻B?！　∧壳埃慊ヂ?lián)網(wǎng)在山東各市已經(jīng)基本完成覆蓋?！拔覀冋谕苿?dòng)算力融合到各地的數(shù)據(jù)中心，整合成為山東算網(wǎng)?！迸司吧浇榻B，“預(yù)計(jì)8月份就能夠?qū)崿F(xiàn)。”下一步，濟(jì)南超算將把山東的超算互聯(lián)網(wǎng)做成標(biāo)桿，向全國(guó)推廣，助力東數(shù)西算國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施。