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

過去五年間中國超算服務(wù)市場的年復(fù)合增長率保持在24。%左右，預(yù)計至2025年，這一數(shù)據(jù)將繼續(xù)維持在24.1%。繼武漢超算中心項目本月封頂后，7月22日，國內(nèi)首個超算互聯(lián)網(wǎng)工程在山東濟(jì)南上線。

超算互聯(lián)網(wǎng)是一種以超級計算機(jī)、高速互聯(lián)網(wǎng)和海量數(shù)據(jù)存儲為基礎(chǔ)的國家級先進(jìn)超算基礎(chǔ)設(shè)施，通過上述工程，各地的超算中心和大數(shù)據(jù)中心將有機(jī)會實現(xiàn)數(shù)據(jù)和算力的互聯(lián)互通，被整合成為一個算力融合的網(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，國內(nèi)超過50%的AI算力來自濟(jì)南。2021年8月、山河超級計算機(jī)在濟(jì)南建設(shè)完成，并在 2022 年度國際超算大會上登頂最新一期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)不完善等問題也成為制約我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向更高水平的瓶頸?！鄙綎|省創(chuàng)新發(fā)展研究院院長劉峰在上線儀式上表示，濟(jì)南超算作為我省國家大科學(xué)裝置和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施平臺，正面臨數(shù)字經(jīng)濟(jì)、“東數(shù)西算”等國家級重大戰(zhàn)略的歷史機(jī)遇。除了濟(jì)南外，超算產(chǎn)業(yè)在我國“多地開花”。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2021年，科技部批準(zhǔn)建立的國家超級計算中心共有九所，分別位于天津、廣州、深圳、長沙、濟(jì)南、無錫、鄭州、昆山和成都。根據(jù)沙利文研究的數(shù)據(jù)，過去五年間中國超算服務(wù)市場的年復(fù)合增長率保持在24。%左右，預(yù)計至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，超級計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。而我國超算中心的服務(wù)對象多以高等院校、科技研究所、政府主導(dǎo)的科技工程項目為主，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，企業(yè)對數(shù)據(jù)分析的需求越來越強(qiáng)，會誕生出更多的業(yè)務(wù)類型。

新基建、東數(shù)西算等工程的實施，對于推動算力、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，對構(gòu)建可提供高端算力服務(wù)的一體化先進(jìn)計算基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的挑戰(zhàn)。

“為了解決我國超算中心運行面臨的挑戰(zhàn)，提升我國超算的應(yīng)用水平，推動超算中心從提供裸機(jī)時向提供多領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)勢在必行?！?月22日，國家超級計算無錫中心主任楊廣文在接受科技日報記者專訪時說。

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

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

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

“超算互聯(lián)網(wǎng)通過制定資源接入、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，可將各級超算中心、云計算企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等不同來源的算力、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)的超級計算服務(wù)。”楊廣文說。

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

在清華大學(xué)副教授黃震春看來，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)運營角度來看，超算互聯(lián)網(wǎng)的核心服務(wù)平臺應(yīng)當(dāng)是一個公益平臺，在國家相關(guān)部門的支持與指導(dǎo)下應(yīng)用于超級計算服務(wù)市場。

國家超級計算無錫中心研發(fā)工程師葉躍進(jìn)認(rèn)為，在建設(shè)超算互聯(lián)網(wǎng)時，要改變超算中心分散獨立運營導(dǎo)致的算力碎片化和資源利用不均衡的局面，實現(xiàn)超算資源的互聯(lián)互通和資源共享、交易等;同時，要構(gòu)建超級計算管理及應(yīng)用平臺服務(wù)體系，提供跨域的統(tǒng)一服務(wù)策略和評價指標(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)域和重點行業(yè)的應(yīng)用平臺，充分利用國家級超級計算資源，有效支持重點科研與行業(yè)用戶，引導(dǎo)、培育超級計算資源和服務(wù)的商品化和市場化，從根本上提高我國并行算法與并行軟件的研發(fā)水平，使超級計算更好地服務(wù)于科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級等。

算力再強(qiáng)，如果“有算無網(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，國家超級計算濟(jì)南中心(以下簡稱“濟(jì)南超算”)走在了全國前列。7月22日，在濟(jì)南超算，超算互聯(lián)網(wǎng)工程正式上線。通過這一工程，各地的超算中心和大數(shù)據(jù)中心將實現(xiàn)數(shù)據(jù)和算力的互聯(lián)互通，被整合成為一個算力融合的網(wǎng)絡(luò)?！　　笆奈濉睍r期，我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。算力作為數(shù)字時代的生產(chǎn)力，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的推動作用不斷增強(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)不成熟等問題也制約著數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向更高水平?！　　巴ㄟ^超算互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)資源的地區(qū)間統(tǒng)一調(diào)度至關(guān)重要。”國家超級計算濟(jì)南中心副主任、濟(jì)南超算研究院院長潘景山以電力類比，進(jìn)行了解釋，“起初是一個個分布式電廠，后來互聯(lián)互通形成了國家電網(wǎng)。通過超算互聯(lián)網(wǎng)，可以將算力輸送到各個城市、各個企業(yè)、千家萬戶，讓大家便利地用到超級計算的算力?！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”?！霸瓉淼木W(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于高速公路，而我們要用的是高鐵，速度更快、延時更小?！迸司吧浇忉?。通過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)，濟(jì)南超算已經(jīng)實現(xiàn)長距離IB網(wǎng)絡(luò)連接，500公里傳輸往返時延僅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。”吳曉明介紹?！　∧壳?，超算互聯(lián)網(wǎng)在山東各市已經(jīng)基本完成覆蓋。“我們正在推動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8月份就能夠?qū)崿F(xiàn)?！毕乱徊剑瑵?jì)南超算將把山東的超算互聯(lián)網(wǎng)做成標(biāo)桿，向全國推廣，助力東數(shù)西算國家戰(zhàn)略的實施。