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超算互联网:上下一盘大棋!

算力以各种软件的方式将其提供给用户,使更多用户可以很方便地获得需要的资源

对大多数人来说,“超算互联网”*是个新名词。

事实似乎也是这样。无论是高大上的国家空间站交会对接技术,还是国产大飞机C919的空气动力学分析,以及构建分子模拟与药物设计和筛选高通量药物,亦或是精细化海冰预报、浪潮流耦合等,超算互联网几乎都与高精尖领域交叉应用,与普通人生活并无交集。

实际上,在人工智能和大数据高速发展的当下,除了用于研制“国之重器”外,超算业已切入每个人的具体生活场景。

小到打车购物订外卖,大到天气预报乘飞机,都要靠算力设施来处理海量数据;我们每天频繁使用的社交软件、人工智能小程序也不例外;包括从去年开始大火的大模型,都离不开超算提供的算力。

可以说,算力以各种软件的方式将其提供给用户,使更多用户可以很方便地获得需要的资源,已经像水、电一样,渗透到生产生活的各个领域,走进千家万户。

而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。

01.

算力是核心生产力

继蒸汽技术革命、电力技术革命和信息技术革命之后,以数字技术为核心的第四次工业革命正方兴未艾。

算力之于数字时代如同水利之于农业时代,电力之于工业时代,是数字经济生活中核心生产力,逐渐发展为一种基础资源,它将为人类提供更强大的计算能力,推动各行各业的发展和社会变革。

客观地说,经过几十年发展,中国超算已经取得了一些成绩。代表世界*进超算应用水平的“戈登贝尔奖”不断报捷,国产超级计算机多次登顶HPCTOP500排行榜,中国算力水平已然走在世界前列。

然而,在未来的算力消耗等关键指标方面,国内算力中心依然面临着一些新的变化和挑战。

一方面,作为科技创新的源头活水的基础科研领域,机构组织长期以来苦于算力成本问题,以及难有量身配置专属的算力设施,或者难以获得所需的前沿算力应用,导致算力服务的供需无法实现接驳。

另一方面,伴随着各行各业发展新趋势,设计与制造思路发生巨变,很多已经形成定式的问题需要重新进行仿真计算,工业设计、仿真、科学计算等软件算力需求暴增。

相比之下,我国工业软件也一直面临着自主率不足、用户数量少、产品能力较弱、缺少普惠易用计算环境支持等难题。工业软件对算力的高规格要求与产业落后现状的矛盾日渐加深。

新基建、东数西算等工程的实施,对于推动算力、算法、数据、应用资源等的集约化和服务化创新也提出了更高的要求。

高性能计算、智能计算、云计算……尤其是以大模型为代表的生成式人工智能的出现,对于算力的需求正呈现出多元化、碎片化趋势。

分散在地方和高校的算力中心各自独立运营,形成数据“孤岛”,所导致的算力浪费、过剩和资源利用不均衡的局面严重制约着超算互联网的发展。

算力就是核心生产力。如何挖掘我国超算的潜力,已经成为亟待解决的问题。

02.

超算互联网崛起

超算互联网的建设势在必行。

根据国家部署,国家级超算互联网于2023年4月正式成立,致力于链接我国算力产业上下游及供需双方资源,实现超算、智算等全国算力资源的统筹与调度,打造集算力、应用、数据、生态、社区等于一体的开放共享平台,让国产算力更加普惠易用,打造国内超算生态,助力科技创新和数字经济高质量发展。

目前,我国获批的国家超级计算中心已达14所,分别为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、太原中心、中新(重庆)国际超算中心(在建)、文昌航天超算中心(在建)、“乌镇之光”超算中心。

这些国家级超算中心单体算力多在数百PFLOPS级别,个别中心算力可达EFLOPS级别。

通过高速网络将这些分布在不同地点的超算中心相连,形成了一个统一且可以对外提供服务的资源平台。这样的系统不仅能够聚合各个超算中心的软硬件资源,还能建立一个超算资源共享与交易平台,像淘宝、京东一样让超算应用App以商品形式展示出来,用户可以予取予求,十分方便高效地使用超算资源。

对于基础科研来说,不仅可以省去高昂购买成本,基于超算互联网的海量前沿算力支撑,构建更高效且便捷的计算环境,还可以在平台自由匹配符合自身配置的专属算力设施,像网购一样“开箱即用”,助力科研成果研究和转化。

除了赋能基础科研创新外,超算互联网还可以为工业仿真软件提供强大算力支撑,进一步推动国产工业软件的进步。将各类型工业仿真软件汇聚到一起,形成了包括工业仿真软件在内的先进计算应用生态,还可让用户更便捷、普惠地用上优秀国产工业软件。

总而言之,和传统的超算应用相比,超算互联网的*特点就是将提供超算算力转变为提供超算应用服务。

来自Frost&Sullivan的调研数据,2016-2021年中国超算服务市场规模的复合增长率达24.7%,2021年市场规模为196.6亿元,2022年增速约24.5%,据此测算,2022年中国超算服务市场规模约244.8亿元。到2028年,中国超算服务市场规模将接近900亿元。

在算力经济大潮迭代演进的背景下,算力成为高确定性赛道之一,超算互联网将会是下一个崛起的朝阳产业。

03.

搞好超算互联网:上下一盘棋

超算互联网,正通过紧密链接算力供需两端,只有实现资源的高速互联,各种超算资源才有可能形成一个有机整体,算力生态体系才能同频共振发挥更大价值。

不过,超算互联网在建设运营、专业人才、协调发展方面仍面临诸多挑战,发展尚需时日。

超算互联网的关键在于“互联”。其中,算力和网络都是可以提前布局的定性因素,真正需要调度和流动起来的是数据以及数据支撑上的应用。减少多中心互联数据流动带来的摩擦及安全隐忧,实现一体化,产业链上下游首先要形成共识,是超算互联网真正有效落地的*步。

另一方面,如何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,实现算力、存储、数据等各种高性能计算资源的共享和有效调度,也至关重要。

从应用和市场层面来说,以往企业通常需要购买多个不同算力软件来匹配具体需求,费用贵且不灵活,这就要求超算互联网授权软件数量不仅要多还要全。客观来说,超算互联网尚属于新事物,需要更多时间来实现应用的包罗万象。

人才是*资源。对于超算互联网的建设来说,专业人才的加入是成功与否的关键。超算互联网的构建与运营涉及到高性能计算、计算机网络、并行软件、分布式系统等计算机领域的诸多研究方向。由于技术门槛较高,目前我国相关方面人才储备略显不足。

另外,超算中心的接入标准、算力输出的接口标准、超算应用服务的发布及评测标准等行业标准也都在逐步建立之中。

从资本角度来看,国内多数投资者对算力的认识仍处于初级阶段,大部分仍局限在“IDC”+“服务器”两大产业链中,超算互联网的资本价值仍需要进一步挖掘。

罗马不是一日建成的。全社会达成共识、制定专业标准、上下一体统筹都是超算互联网发展的美好愿望,有需求、有技术、有供给、有人才、有全局也是超算互联网的必经之路。

04.

A轮财经的思考:拉动经济的“新基建”

根据中国信通院的测算,算力每投入1元,将带动3-4元的经济产出,实现经济增长的倍增效应。

计算力指数越高对经济的拉动作用越显著。

现在,很多领域的发展都离不开超算的支撑,比如生命医药、人工智能、气象环境、高能物理、航空航天、汽车制造等等。

随着数字经济的深入发展,可以预见,未来在社会的各个领域都需要借助计算来优化。所以,中国超算互联网的可持续发展尤为重要,要真正发挥出算力的实效来。

接下来行业要做的就是依托超算互联网让超算中心运营方、超算社区和用户之间形成利益正循环,促成这条产业链的良性成长,夯实我国算力“新基建”!

部分参考资料:

1.国家超算互联网核心节点启动建设

2.超算互联网是什么,超算互联网面临诸多挑战与标准的构建实施

3.钱德沛院士:超算亟待协同优化

4.数据密集型超算技术,如何让多中心实现“低摩擦”互联?

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