“国家超算互联网”是让全国超算联网吗？没那么简单

文 | 《中国科学报》记者 赵广立

8月25日，在山东青岛举办的2023全国高性能计算学术年会（CCF HPC China 2023）上，国家高性能计算机工程技术研究中心常务副主任何铁宁在主题报告中谈到，目前超算互联网已初步具备对众多工业仿真设计软件的支持能力，这将使得面向工业仿真领域的算力资源变得更加普惠，进一步推动工业设计软件从“仿真”向“逼真”升级演进。

这是自今年4月科技部宣布启动国家超算互联网部署工作以来，有关超算互联网建设进展的最新消息。

在本次学术年会上，国家高性能计算机工程技术研究中心副主任曹振南还带来另一条消息：在十余个国家超级计算中心和若干高校超算悉数“入列”的基础上，目前超算互联网已有超过35家单位入驻、近百家单位递交加入申请。

超算互联网是将国家超算互联成网吗？建成后会对各行业创新、高质量发展有哪些助力？这一系列的问题，成为圈内人士关注的焦点。为此，我们邀请相关方面权威专家作了解读。

为什么要建超算互联网？

“超算互联网是一个新事物，目前还没有准确定义。但从狭义来讲，的确是通过高速网络把超算中心连接起来形成一个统一的、可以对外提供服务的资源平台。”中国科学院院士、超算互联网总体专家组组长钱德沛于近日受访时回应道：“但它的意义远远超过这一点，因为超算互联网并不是简单做称‘网络’，而是要用互联网的理念和思维，来建设、运维国家的超算基础设施。”

客观地说，中国超算近年来的发展令人刮目相看，代表最先进超算应用水平的“戈登贝尔奖”不断报捷。然而，时代向前，超算发展面临着一些新的变化和挑战。

“高性能计算、智能计算、云计算……算力正呈现出多样化的趋势；而从用户的角度，也经常面临着需要多种算力支持的问题。”曹振南提出，如今以大模型为代表的生成式人工智能如火如荼，也正给算力“供给侧”提出了新问题。

何铁宁告诉《中国科学报》，除了这些变化和趋势，我国超算还存在一定的硬件、软件短板，尤其在工业软件、超算自主软件方面，面临着用户数量少、产品能力较弱等问题。

“所以我们认为，超算互联网建设势在必行。”他表示，各界需要通过超算互联网建设推动整个国内超算生态的发展，“也推动超算产业可持续发展”。

谈及用互联网理念来构筑国家计算基础设施，钱德沛进一步指出，互联网思维或理念有三大特征：用户量大、讲求服务质量、可持续发展。“我想超算互联网也应该遵循这样的理念，使我们国家的超算从‘阳春白雪’走向千家万户、各行各业。”

超算互联网要建成什么样？

根据科技部的部署，国家超算互联网将通过算力网络将全国众多超算中心连接起来，用互联网思维运营超算，构建一体化算力服务平台，实现算力资源统筹调度，降低超算应用门槛，带动计算技术向更高水平发展。

超算互联网要建成什么样？用中国工程院院士李国杰的话来说，超算互联网的理想状态，是像应用商店一样，让各行各业的超算应用APP像雨后春笋一样冒出来，放在超算互联网平台上，用户可以予取予求。届时，需要算力的单位或团体，特别是科研、工业、企业单位，可以像网购一样十分方便、高效地使用超算平台。”

中国工程院院士李国杰

不过他提醒，超算互联网平台的建设目标并不是要把全国的超级计算机聚集起来做成一个超大型的计算机——事实上，多数的应用并不需要调动各地的超算一起来做：“做这件事的重要目标，是要把中国超算的生态做好。”

钱德沛也指出，就传统超算应用而言，超算应用的技术门槛较高、应用软件的丰富度不高，所以超算的应用领域尽管有所拓展但仍相对局限，“没有做到像电子商务应用一样，能够渗透到千行百业”。

因此，他希望通过超算互联网的形式，可以使更多用户能够获得所需算力资源，从而避免很多基础性、重复性的研发。“另外，在这个平台上也能让更多的超算软件被使用，提高自主超算软件的应用水平。”钱德沛说，一定意义上，超算互联网平台建设也是资源的深度整合——包括计算、软件、应用解决方案等资源，通过整合为用户提供一站式解决问题的计算服务。

“超算互联网不仅要连接各级超算系统，更要联结人、物、生态，链接供需双方，连成超算生态圈。”曹振南表示，超算互联网平台要具备跨多中心调度能力，下游兼顾各个算力中心、上游兼顾各类应用，最终打造成为一个面向超算的“应用商城”、构建超算互联网的市场模式和服务体系。

“中国要敢于吃第一只螃蟹”

李国杰提出，建立超算生态是一项重大挑战，需要全国有关的科研人员一起攻关。

在平台建设层面，超算互联网希望各类超算系统都参与进来——在国家超算互联网工作启动会上，不仅成立了由十几个国家级超算中心的研究单位组成的“国家超算互联网联合体”，还有若干部署在城市、高校的区域超算也有意向“入网”。此举不言而喻，“超算互联网”对各类超算的“入网”持开放态度，希望参与者“多多益善”。

在应用和市场层面，曹振南谈到，超算互联网不仅对接来自国家实验室、高校院所等提出的大型应用，同时也将面向大量中小用户、海量中小算力应用需求，加速各类科研创新和相关行业发展。

“从整个建设蓝图来说，我们希望构建一个面向异构融合的、连通超算与计算产业链的、以应用产研升级和开放合作为原则的超算互联网。”曹振南说。

国家高性能计算机工程技术研究中心副主任曹振南

何铁宁非常看好超算互联网建设所构建的算力生态，将为国产工业仿真软件带来质的发展。

“国产工业仿真软件将有望在高性能CAE、CFD软件，以及基于AI的AICAE、AICFD软件领域取得突破，而未来国家超算互联网将为上述软件创新发展提供算力等创新底座保障。”何铁宁说，超算互联网所构建的国产硬件、软件、编程环境，将加速国产CAD、CAE等软件的孵化、创新与发展，进一步扩大国产工业仿真软件的市场规模。

国家高性能计算机工程技术研究中心常务副主任何铁宁

随着超算互联网平台进入研发阶段，一些标准也在逐步建立之中。曹振南介绍说，目前正在建立的标准涉及3个方面：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。

制定标准并提供算力即享服务，背后需要开展大量复杂的工作。因此，李国杰表示：“这将是一个公益性很强的平台，需要一支一心为公的团队来运营，通过平台联合全国各地的力量，真正得到同行信任。”

放眼全球，超算互联网平台建设都是一个新鲜事物，没有经验可供借鉴。

“中国要敢于吃第一只螃蟹。”李国杰说，做好了超算互联网平台和生态，就能为我国算力“新基建”打下一个可持续发展的基础，将并为实现我国的高质量发展和科技自立自强做出历史性的贡献。