近日，國家超算互聯網聯合體成立，首批15家區域、高校超算中心意向入網。這就意味著，未來算力將如同電力那樣走進千家萬戶。而超級計算機就是可以提供強大算力的“超級大腦”，是體現國家創新能力的國之利器。在江蘇，國家超級計算無錫中心和鹽城超算中心把這些“超級大腦”聯合起來，組成超算互聯網“超級戰隊”，此舉無疑將增強我國在超算領域的核心競爭力。但“超級大腦”進萬家，要過3道關：包括算力設施分布不均衡、標準不完善、應用不多元等。江蘇超算如何越關晉級？為此，記者進行了探訪。

算力中心“打團戰”

系統峰值性能12.5億億次、持續性能9.3億億次、性能功耗比每瓦特60.5億次……一項項驚人的數據向我們展示出了無錫中心這臺“超級大腦”的超強算力“成績”。如果將不同超算中心的算力聯合起來，又會產生什么樣的影響？

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國家超級計算無錫中心主任楊廣文介紹，為了解決我國超算中心運行面臨的挑戰，提升我國超算的應用水平，推動超算中心從提供裸機時向提供多領域應用服務轉變，構建超算互聯網勢在必行。

超算互聯網，簡單來說，是一種以超級計算機和高速互聯網為基礎的國家級先進計算基礎設施。楊廣文介紹，它以高速網絡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，并通過建設超算資源共享與交易平臺，支持算力、數據、軟件、應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。

“和傳統的超算應用相比，超算互聯網的最大特點是將提供超算算力轉變為提供超算應用服務。”楊廣文介紹，超算互聯網可將各級超算中心、云計算企業、科研機構等不同來源的算力、數據、軟件、應用等統一為超算資源并整合到一起，為科研、生產生活等提供高效、專業的超級計算服務。

早在2020年，國家超級計算無錫中心便承擔了國家高性能計算專項項目“國家高性能計算環境領域應用平臺及服務體系研究與構建”。國家超級計算無錫中心聯合國家超級計算廣州中心、中科院計算機網絡信息中心等多家國家級超級計算中心，以及清華大學、之江實驗室等多家核心應用單位，開展了超算互聯網技術體系和應用模式研究。

在研究中，多個國家級超級計算中心資源的互聯互通與資源共享，集成了每秒鐘完成超百億億次浮點運算的異構超算算力。這些遍布全國的超算算力被有機地整合為一個整體，形成國家高性能計算核心資源網，為超算互聯網提供了強大的算力基礎。

在江蘇，國家超級計算無錫中心和鹽城超算中心正逐漸成為江蘇超算隊伍的“雙子星”。其中，國家超級計算無錫中心由科技部、江蘇省和無錫市政府三方共同投資18億元建成，由清華大學相關團隊負責運營管理。無錫超算所運營的“神威·太湖之光”是世界上首臺峰值運行速度超過十億億次(125PFlops)的超級計算機，也是我國第一臺全部采用國產處理器構建的世界第一的超級計算機。

而在去年七月揭牌的鹽城超算中心，由鹽城高新區聯合國家超算無錫中心共建，采用“平臺+運營公司”模式，依托無錫中心和創新團隊資源開展超級計算相關研究，實現科技成果轉化，由是石科技（江蘇）有限公司負責超算中心的運營與管理。截至目前，鹽城超算中心已建智能算力達到100P，并由省科技廳報送至科技部申報“國家新一代人工智能公共算力開放創新平臺”。

“鹽城超算作為國家超級計算無錫中心的首個分中心，算力共享，運營互通。”無錫超算國產生態實驗室副主任葉躍進介紹，未來，國家超級計算無錫中心鹽城分中心作為分調度超算中心的一分子，在無錫就可以輕松調度鹽城的算力，讓兩臺計算機共同求解一個任務。“鹽城分中心以超級計算產業化為目標，重點圍繞人工智能、航空航天、醫療醫藥等領域實現應用落地，帶動上下游產業鏈的聚集和發展。”

“超級大腦”走進千家萬戶

實際上，算力并不遙遠。目前，算力已經應用于太空探索、人類基因測序、醫藥研發等場景，甚至在日常生活中，幾乎每個人都會遇到的打車、購物、訂外賣等場景，都要靠算力設施來處理海量數據。

2016年以來，無錫超算“神威·太湖之光”已應用于20多個領域，服務用戶超300家，已經完成1000余項應用課題的計算任務，平均每天完成超7000項作業任務。現階段，超算互聯網應用和落地更偏向于傳統的高性能計算，如天氣預報、大型工程設計和基礎科學研究等。而讓算力走向大眾是互聯網思維下超算建設的重要目標之一。

“未來，超算互聯網由各大超算中心提供算力，以各種軟件的方式將其提供給用戶，如同電商購物，更多用戶可以很方便地獲得需要的資源，超算的使用將更為普及。”相關專家表示，最終將實現超算算力能像電力一樣走進千家萬戶，在任何地方、任何人、任何時間都可以獲得大數據算力來支持相關應用。

目前，無錫超算搭建的超算互聯網體系已經在分子模擬與藥物設計、環境治理與災害防治等多個重點領域開展應用示范。楊廣文介紹，在分子模擬與藥物設計領域，可設計和初步構建分子模擬與藥物設計領域應用平臺，實現和部署高通量藥物篩選、分子動力學模擬以及化合物庫和數據管理系統；在環境治理與災害防治領域，可設計和初步構建全國精細化短期氣候預測業務系統、全球渦分辨率海洋—海冰預報、浪潮流耦合的精細化海洋預報、典型流域精細化水文預報、長三角/環太湖氣象預報等領域應用平臺。

而鹽城超算也與產業鏈發展緊密結合。據悉，鹽城超算在200余人的研發團隊力量下，基于團隊積累的涉及天氣氣候、航空航天、海洋環境、新藥創制、先進制造、新材料、新能源、人工智能等20個領域應用，結合優勢資源，在人工智能、航空航天、生物醫藥板塊集中發力。在對鹽城當地的工業應用場景中，鹽城超算全力服務鹽城市“5+2”戰略性新興產業和23條產業鏈，聚焦場景、車間、工廠、園區四個維度，推動企業傳統生產工廠（車間）智能化改造和數字化轉型，打造一批可復制、可推廣的實踐案例，助力全市產業數字化發展。

算力建設挑戰升級越關勢在必行

“超算互聯網的核心目標是確保超級計算服務實現從傳統提供算力到提供服務的革命性轉變。”楊廣文說，只有實現了資源的高速互聯，各種超算資源才有可能成為一個有機整體，才能為應用領域和相關產業提供有效的高性能計算應用服務。

然而，目前超算互聯網的構建在技術、產業生態等領域都面臨著諸多挑戰。在技術上，超算互聯網仍需要通過高速網絡高效連接來自不同超算中心和資源提供單位的、分布異構的超算資源，需要實現算力、存儲、數據等各種高性能計算資源的共享，以及高性能計算任務的有效調度。

“從產業生態來看，超算互聯網構建于超級計算和高速網絡的基礎之上，對相關產業生態的依賴非常明顯，從操作系統、基礎軟件到并行應用軟件的開發與優化，這些都會影響到超算互聯網的構建與運營。”楊廣文說。

如何在未來利用算力提升用戶計算效率？鹽城中心產品負責人侯建業表示，需要用好用足超算中心算力資源，通過云桌面形式，向用戶提供基礎算力租賃服務和高性能計算優化服務，在工業互聯網、人工智能、新能源等領域，提供高效并行計算解決方案。

東西部算力資源不均衡這個“老大難”如何破解？侯建業認為，應結合國家“東數西算”工程、國家超算互聯網工作部署，全面融入全國一體化算力網絡長三角國家樞紐節點，以超算中心建設為樣板，整合技術、數據、算力等資源，為目標客戶定制包含算力建設與運營的一體化解決方案，共同構建超算國產軟硬件生態系統。

人才是第一資源，超算互聯網的搭建，人才是關鍵突破點。中心人才發展負責人馮偉表示，基于成熟的運維技術及體系化人才培養，依托專業運維團隊及高效管理系統，中心將強化與清華、北大等院校合作，對網絡通信和存儲讀寫進行實時維護，提高超算互聯網整體運行效率，打造面向全國的“超算產業化人才培養基地”。

“未來，國家超級計算無錫中心將依托現有的高性能計算人才與技術優勢，持續建設高性能計算人才高地，拓展高性能計算應用領域，探索關鍵核心技術創新，支持企業產品創新設計，將無錫超算打造成超級計算和關鍵學科交叉領域人才聚集地、項目匯集地和成果產出地，充分體現國家重大設施在科研與產業化方面的價值，服務于國家戰略，支持地方產業升級，力爭建成世界上一流的超算中心。”楊廣文表示。

記者 張宣 程曉琳