科创中国

超级计算是破解关键信息技术领域“卡脖子”和支撑大数据、人工智能等领域抢占国际前沿的能力驱动。对于超算应用创新，长期以来的经典模式是高性能科学与工程计算仿真、模拟，核心在于“计算（数值）”。但是随着大数据与人工智能发展，超算作为大规模数据汇集、处理、反馈中枢的作用日益凸显，核心在于“数据（数字）”。因此，随着计算范式深度迭代、数据范式急剧发展，迫切需要数字数值融合系统装置构建，而由于超级计算机架构变得越来越复杂、越来越多样化，特别是在国产超算系统自主创新所带来的挑战，这种融合不仅是能力的融合，而是涉及多层级设施、多样性软件、跨域性安全策略等的系统性融合。项目围绕重大工程领域大规模数值计算和数据处理需求，突破了系列关键技术，研发了面向国产E 级超算的数字数值融合装置，实现了超级计算与云计算、大数据处理的多层级设施的统一管理、多样性软件的统一部署和跨域安全策略的融合，在重大工程应用领域取得了多项突破。

1．提出了超级计算、云计算、大数据、海量存储的跨域多级一体化网络架构，突破了多维约束精细资源动态调度、分布式元数据存储一致性控制策略、多模式并行计算任务动态运行机制等关键技术，实现了以“天河”E 级计算机为核心的多样化异构基础设施的融合管理。2. 提出了全生命周期数据安全保护与可信计算框架，突破了多任务嵌套工作流引擎、多用户隔离统一资源微服务等关键技术，解决了多流程复杂场景计算任务的交互式开发和数据在跨域流转计算全过程的安全保护问题，满足了多学科、多领域计算与数据协同处理的业务需求。3．提出了基于融合装置的应用快速构建方法，突破了基于预定义加载的应用模板化、基于算例自动适配的轻量化部署和基于安全隧道的容器引擎可视化加速等关键技术，可支持数字数值装置在重大工程领域的快速部署与应用。

本项目重点聚焦京津冀区域制造业企业发展需求，围绕汽车行业、高端装备、海工装备等重点领域开展数字化转型升级服务，帮助企业节约研发成本、缩短研发周期、培养人才团队，助力企业从“制造”向“制造+服务”转型，同时引领我国超级计算应用发展新模式，为解决我国经济、国防、科技等领域的挑战性问题提供了重要手段，有力支撑了我国制造业研发创新能力，对于我国实施创新驱动、迈向制造业价值链中高端、提升综合国力具有重要意义。

本技术由国家超级计算天津中心核心团队开发设计完成。

面向重大工程项目的具体应用需求与应用场景，打造具体应用成效，近二年自身直接服务新增经济效益达到6.2 亿元，实现利润约1 亿元人民币。项目成果在高端装备、油气能源、汽车制造、医疗器械、现代化农业、新能源等多个行业广泛应用，累计服务天汽模、赛闻工业、瑞奇外科等创新团队与企业超200 家，节省研发经费投入过亿元，加速产品研发效率与上市进度，促进科技产品研发创新，显著提升应用企业的行业竞争力。

该成果拟通过技术开发、技术服务等方式进行成果转化。