摘要：中國通過長期堅(jiān)持“機(jī)器、應(yīng)用、環(huán)境”三位一體協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略，超算產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從弱到強(qiáng)的蛻變。目前我國超算產(chǎn)業(yè)已躋身全球第一梯隊(duì)，2022年我國超算算力規(guī)模為3.9 Eflops，較2021年提升了0.9 Eflops，占全球比重為24.4%。對于超算產(chǎn)業(yè)而言，超算互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是一個(gè)重要的里程碑，更是一個(gè)新的開始。超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以突破當(dāng)前算力設(shè)施分布不均衡、超算水平參差不齊、超算應(yīng)用軟件自主研發(fā)和推廣不足等問題。通過網(wǎng)絡(luò)連接全國已經(jīng)建成的超算中心、智算中心，形成統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境，有利于培養(yǎng)用戶的使用習(xí)慣，降低使用門檻，提高超算資源的應(yīng)用水平。超算互聯(lián)網(wǎng)正以一種全新的生產(chǎn)力形式，為各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。

一、定義及分類

超算互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)的思維運(yùn)營超算中心，并連接產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的算力供給、應(yīng)用開發(fā)、運(yùn)營服務(wù)、用戶等各方能力和資源，構(gòu)建一體化超算算力網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)平臺(tái)。重要目標(biāo)是緊密連接供需雙方，通過市場化的運(yùn)營和服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)算力資源統(tǒng)籌調(diào)度，降低超算應(yīng)用門檻，并帶動(dòng)計(jì)算技術(shù)向更高水平發(fā)展，推動(dòng)自主核心軟硬件技術(shù)深度應(yīng)用，輻射帶動(dòng)自主可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展與成熟。超級(jí)計(jì)算機(jī)是構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，從算力資源的需求看，超級(jí)計(jì)算機(jī)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。

二、行業(yè)政策

構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)對發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、打造數(shù)據(jù)強(qiáng)國具有重要意義。近年來，我國中央政府及地方政府在政策中多次提及超算互聯(lián)網(wǎng)，大力支持超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)。2023年10月，工業(yè)和信息化部、教育部等六部門發(fā)布了《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，提出要強(qiáng)化算力接入網(wǎng)絡(luò)能力。推動(dòng)城域光傳輸設(shè)備向綜合接入節(jié)點(diǎn)和用戶側(cè)部署，加快實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延的全光接入網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋，城區(qū)重要算力基礎(chǔ)設(shè)施間時(shí)延不高于1ms。提升邊緣節(jié)點(diǎn)靈活高效入算能力，滿足企業(yè)快速、就近、靈活、高效聯(lián)接算力需求。湖北省武漢市于2024年2月出臺(tái)了《武漢市推進(jìn)算力基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案（2024-2025年）》，其中表示要積極參與省級(jí)算力調(diào)度體系建設(shè)。推動(dòng)武漢超算中心、曙光智算中心等加入國家超算互聯(lián)網(wǎng)體系。

三、發(fā)展歷程

超算互聯(lián)網(wǎng)是一種先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，我國高度重視超算互聯(lián)網(wǎng)工程，并于2020年在重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專項(xiàng)中，專門部署超算互聯(lián)網(wǎng)原型項(xiàng)目——國家高性能計(jì)算環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用平臺(tái)及服務(wù)體系研究與構(gòu)建，目前已在多個(gè)方面取得了重要進(jìn)展。超算互聯(lián)網(wǎng)原型項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)多個(gè)國家超級(jí)計(jì)算中心之間每秒千億字節(jié)的高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，聚合每秒不少于200億億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算能力和1艾字節(jié)的存儲(chǔ)能力。2023年以來，超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)步伐明顯提速，2023年4月，科技部高新司在天津組織召開國家超算互聯(lián)網(wǎng)工作啟動(dòng)會(huì)。9月，國家超算互聯(lián)網(wǎng)開啟了面向軟件服務(wù)商和軟件平臺(tái)的招募。11月，國家超算互聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)公開測試。

四、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

超算互聯(lián)網(wǎng)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，具有較高的技術(shù)壁壘。超算互聯(lián)網(wǎng)涉及超級(jí)計(jì)算機(jī)、高速網(wǎng)絡(luò)等多方面技術(shù)，對參與建設(shè)的各方技術(shù)要求較高。如超算中心是構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，建設(shè)超級(jí)計(jì)算中心不等同于購置一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，還需要做多方面的系統(tǒng)、業(yè)務(wù)建設(shè)以確保服務(wù)質(zhì)量和使用效率，包括基建設(shè)施、超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件、應(yīng)用支持、服務(wù)運(yùn)營機(jī)制等等。

2、人才壁壘

超算互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)營涉及諸多方面，需要大量的高素質(zhì)復(fù)合型人才，對研發(fā)人才與管理人才的專業(yè)知識(shí)與創(chuàng)新能力要求極高。尤其離不開以超算中心為主的超算運(yùn)營管理與技術(shù)開發(fā)人才，需要具備相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)專業(yè)知識(shí)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人才隊(duì)伍。

3、資金壁壘

超算互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新鮮事物，全球范圍內(nèi)，并沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)不僅對技術(shù)、人才要求較高，還要求參與建設(shè)的各方具有較強(qiáng)的資金實(shí)力，以支撐長期持續(xù)的投入，實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化升級(jí)，最大程度發(fā)揮超算互聯(lián)網(wǎng)的功能。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

超算互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)包括基礎(chǔ)算力層、超算應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用使用者三層，超算中心主要提供超算算力、數(shù)據(jù)、軟件等資源，超算互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)以高速網(wǎng)絡(luò)連接全國各地各級(jí)超算中心，整合多個(gè)超算中心的軟硬件資源，通過搭建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，并可為用戶提供多樣化的算力服務(wù)。

超算互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

超級(jí)計(jì)算機(jī)

中國國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心

曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司

浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司

聯(lián)想集團(tuán)有限公司

通信網(wǎng)絡(luò)

中國移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司

中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司

中國電信股份有限公司

華為技術(shù)有限公司

上游

超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

中游

科學(xué)研究

人工智能

航天航空

工業(yè)制造

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司

（2）北京并行科技股份有限公司

并行科技自成立以來，圍繞超算建設(shè)者和最終使用者，自主研發(fā)并提供超算云軟件、超算云服務(wù)以及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。超算云服務(wù)業(yè)務(wù)以云計(jì)算的方式向用戶提供高性能CPU、GPU算力資源及相關(guān)IT服務(wù)；超算云軟件涉及產(chǎn)品包括自研軟件、定制軟件及代理軟件。超算云服務(wù)為公司最大營收來源，2023年上半年該業(yè)務(wù)營收為15770.1萬元，占公司總營收的77.87%。其次為超算云系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)，營收為3626.7萬元，占比為17.91%。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

超算互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)離不開超算中心，中國通過長期堅(jiān)持“機(jī)器、應(yīng)用、環(huán)境”三位一體協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略，超算產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從弱到強(qiáng)的蛻變。目前我國超算產(chǎn)業(yè)已躋身全球第一梯隊(duì)，2022年我國超算算力規(guī)模為3.9 Eflops，較2021年提升了0.9 Eflops，占全球比重為24.4%。對于超算產(chǎn)業(yè)而言，超算互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是一個(gè)重要的里程碑，更是一個(gè)新的開始。超算互聯(lián)網(wǎng)正以一種全新的生產(chǎn)力形式，為各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。

七、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）國家政策不斷加大支持力度

構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代下我國算力產(chǎn)業(yè)重要任務(wù)之一。近年來，我國政府部門高度重視新型算力網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，多次發(fā)布政策及在重要會(huì)議中表示，要加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)，支持超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。政策持續(xù)發(fā)力，未來將成為推動(dòng)超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要因素之一。

（2）有利于提高超算資源的應(yīng)用水平

超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以突破當(dāng)前算力設(shè)施分布不均衡、超算水平參差不齊、超算應(yīng)用軟件自主研發(fā)和推廣不足等問題。通過網(wǎng)絡(luò)連接全國已經(jīng)建成的超算中心、智算中心，形成統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境，有利于培育用戶的使用習(xí)慣，降低使用門檻，提高超算資源的應(yīng)用水平。

（3）我國超級(jí)計(jì)算機(jī)性能得到了大幅提升

相較于發(fā)達(dá)國家，我國超算計(jì)算機(jī)研發(fā)起步較晚，但發(fā)展十分迅速，在國家部門、研究單位、行業(yè)企業(yè)等各方共同努力下，我國超級(jí)計(jì)算機(jī)性能得到了大幅提升，誕生了“天河系列”“神威·太湖之光”等性能優(yōu)異的超級(jí)計(jì)算機(jī)。超級(jí)計(jì)算機(jī)性能不斷提升為超算中心建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，這也進(jìn)一步凸顯了構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)的重要性。

2、不利因素

（1）產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不完善

超算互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和運(yùn)營無論在技術(shù)上、人才上還是在商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)培育上都面臨著諸多挑戰(zhàn)。如存在產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不完善，超算自主應(yīng)用軟件用戶數(shù)量少、產(chǎn)品化弱、運(yùn)營推廣不足，算力設(shè)施分布不均、接口不統(tǒng)一，不同超算中心、業(yè)務(wù)實(shí)體之間尚未建立共贏模式等問題。

（2）低時(shí)延和高帶寬網(wǎng)絡(luò)仍是當(dāng)前超算互聯(lián)網(wǎng)亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)之一

超算互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建于超級(jí)計(jì)算和高速網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的依賴非常明顯。超算互聯(lián)網(wǎng)需要通過高速網(wǎng)絡(luò)高效連接來自不同超算中心和資源提供單位的、分布異構(gòu)的超算資源，需要實(shí)現(xiàn)算力、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)等各種高性能計(jì)算資源的共享和高性能計(jì)算任務(wù)的有效調(diào)度。數(shù)據(jù)的傳輸速度直接影響到計(jì)算效率，因此，長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蜁r(shí)延和高帶寬網(wǎng)絡(luò)仍是當(dāng)前超算互聯(lián)網(wǎng)亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。

（3）行業(yè)人才缺口較大

超算互聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性、前沿性的新興技術(shù)，超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)步伐不斷提升，對人才需求持續(xù)增長，人才缺口也隨之?dāng)U大，既了解行業(yè)知識(shí)，又具備超算專業(yè)能力的交叉復(fù)合型人才嚴(yán)重不足，人才隊(duì)伍建設(shè)困難，從而制約行業(yè)發(fā)展。

八、競爭格局

超算互聯(lián)網(wǎng)對各類超算的“入網(wǎng)”持開放態(tài)度，在國家政府部門大力支持下，越來越多的市場主體參與到超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，除國家超級(jí)計(jì)算天津中心、濟(jì)南中心、廣州中心等國家級(jí)超算中心外，還包括清華大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、長春師范大學(xué)、吉林大學(xué)等高校機(jī)構(gòu)，賽爾網(wǎng)絡(luò)、中誠華隆、中信網(wǎng)絡(luò)、世紀(jì)美揚(yáng)等企業(yè)也在為超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。未來超算互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)仍需要各方共同發(fā)力。

九、發(fā)展趨勢

超算互聯(lián)網(wǎng)的搭建，意義不僅是算力的高效互聯(lián)互通，更是超算從提供硬件類算力支持到提供更軟的算力服務(wù)的轉(zhuǎn)變。未來，我國將繼續(xù)推動(dòng)超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，夯實(shí)國家算力底座。屆時(shí)，我國超算互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)將不斷突破，產(chǎn)業(yè)生態(tài)持續(xù)完善，市場參與主體愈發(fā)豐富，有力支撐我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。科技部表示，計(jì)劃到2025年底，國家超算互聯(lián)網(wǎng)將可形成技術(shù)先進(jìn)、模式創(chuàng)新、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、生態(tài)完善的總體布局，有效支撐原始科學(xué)創(chuàng)新、重大工程突破、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展等目標(biāo)達(dá)成，成為支撐數(shù)字中國建設(shè)的“高速路”。