近期，国家超算互联网核心节点在河南郑州正式启动建设。该核心节点在建成后，不仅承担起国家超算互联网运营、服务和资源调度等核心枢纽功能，还将成为集供需联结、资源整合、生态创新、产业孵化等多方服务于一身的综合服务体。
当下的人工智能、大数据等新一代信息技术不断更新迭代，而超算互联网的用途就是统筹和调度全国计算资源，即通过算力网络将全国超算中心连接起来，实现异地、异构就可完成算力服务中心提供的AI大模型训练复杂计算任务。那么，什么是超算？我国超算是否已崛起？本期就和科创君一探究竟吧~
1、 何谓超算？
超算全称为超级计算，又称高性能计算，是指利用并行工作的多台超级计算机的集中式计算资源，处理极端复杂或数据密集型问题。超级计算以每秒浮点运算次数（TFLOPS）衡量，PetaFLOPS为度量单位，其浮点运算速度达到千万亿次每秒。由于超级计算具备极强计算能力，自20世纪80年代以来，超级计算应用覆盖气象预报、航空航天、海洋模拟、石油勘探、地震预测等各细分领域。
超算产业链上游主要包括硬件、软件和配套基础设施资源；中游包括提供算力的供应商、超算整合中心和研究机构等；下游为应用层，包括衍生产业、应用与服务等。
图：超算产业链
来源：前瞻产业研究院，2023.09.01
2、 全球超算市场格局
全球超算行业主要经历了四个发展阶段：国防驱动阶段（1950-1960中期）、公司主导阶段（1960中期-1970年代）、蓬勃发展阶段（1980-1990年代）、多向发展阶段（21世纪以来），随着异构集群系统的应用进一步提高了超级计算机性能，每秒千万亿次的P级超级计算机已经相对成熟，各个国家的科研机构和供应商正在积极研制E级（每秒百亿次）超级计算机。
来源：前瞻产业研究院，2023.09.05
2022年，在美国达拉斯举行的全球超级计算大会上，公布了“世界上最快的 500 台超级计算机”，来自美国的Frontier、来自日本的Fugaku和来自芬兰的LUMI 计算机位列前三。其中，Frontier 计算机排名第一，该机型被称为“世界上第一个每秒浮点运算能力（FLOPS）达到百亿级别”的计算机系统。
图：世界上最快的 500 台超级计算机前三名
来源：TOP500，2022.11.14
根据2023年8月公布的最新TOP500榜单，美国以150套的数量位居榜首，占比30%；中国以134套上榜数量紧随其后，占比26.8%；此外，德国、日本、法国、英国、加拿大均有10套及以上进入榜单。
图：2023年全球超级计算机性能TOP500地区分布情况（%）
来源：TOP500，前瞻产业研究院，2023.08.21
三、超算“中国芯”崛起
如今，5G、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术快速发展，多样性算法复杂度的不断提高以及应用场景多元化等因素促使超算方案需求不断增加。
30多年来，我国超算从零起步，超级计算机经历了从无到有、从关键核心技术引进到实现自主可控的艰难发展历程。
1992年，我国第一台10亿次巨型计算机——银河Ⅱ型问世；1993年，我国自主研制出了第一台SMP（对称式多处理机）结构计算机——曙光一号计算机；2013年“天河二号”诞生，不仅缩小了与美国的差距，还问鼎超级计算机排行榜榜首，标志着我国超级计算机技术已达世界一流水平。
近年来，我国超算进入快速发展阶段，目前，我国已有11家国家级超算中心，其中，广东和江苏为双超算中心省份。
图：2023年我国国家级超算中心区域分布情况
来源：前瞻产业研究院，2023.09.01
同时，我国超级计算机性能呈逐年增长趋势，平均性能从2013年的573 TFLOPS升至2022年的8999 TFLOPS。最高性能方面，2022年我国超级计算机最高性能达到208260 TFLOPS，较2021年数据提升了66.55%，最高性能的显著提升，也带动了超级计算机平均性能提升。
图：我国超级计算机年度性能发展情况（TFLOPS）
来源：前瞻产业研究院，2013-2022年
不仅如此，国产超算生态自主研发的实力目前已处于全球领先的地位，2022年，我国TOP100高性能计算机中自主研发的集群占95%。按照计划，到2025年年底，国家超算互联网将有望形成技术先进、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，成为支撑数字中国建设的“高速路”。
超算互联网及其应用生态的打造，将有助于降低超算应用的门槛，让算力加快渗透千行百业，走进千家万户。未来超级计算中心与云计算、互联网技术融合，有望从精密研制、信息安全、和科学计算领域向生命健康、传媒娱乐、金融分析等各领域拓展应用。借着世界互联网大会乌镇峰会临近，咱们也可以提前期待一下国家超算中心到底在“算”什么~~
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