科创中国

行业领域

新一代信息技术产业,互联网与云计算、大数据服务

需求背景

多年来，中国超级计算机从无到有，从引进到自主研制，取得了令世人瞩目的成就，突破了在高性能计算领域对国外技术的依赖。中国超级计算机在全球TOP500中的份额也在逐年增大，已经成为仅次于美国的高性能计算大国。同时在高性能计算机系统相关的基础性支撑技术方面也有了很大进步。在处理器方面，国内自主研制的“龙芯”、“神威”、“飞腾”等系列的多核处理器方面已有所突破，相关的生态环境正在逐步完善；在异构协同与并行优化方面，国内在CPU/GPU混合结构的应用研究，比如生命科学领域的基因比对、分子动力学、电镜数据处理石油勘探领域的电子断层三维重构、叠前时间偏移等方面均取得突破。在系统软件及环境方面，国内在大规模异构系统的管理和监控、大规模系统的快速部署以及高效系统虚拟化等关键技术上也取得了很大进展。

随着高性能计算应用的普及，政府，工业界和学术界内更多的人员和单位需要使用高性能计算资源，包括硬件设施，软件资源，以及技术服务。为了满足对高性能计算资源的需求，有两种不同解决方案：一是各个单位独立采购相应的设备，二是建立公共的大型超算中心，整合资源，提供公共的计算资源和技术服务。

超级计算中心拥有大量用户，各用户之间对资源的需求在时间上呈现一定的交错性，从而使得计算资源利用率保持稳定和较高水平。所以，超级计算中心的初始投资和运营成本按所有客户进行分摊后的成本低，能整体节约社会投资。所以超级计算中心在美国被称作“Cycle Shop”。另外，以超级计算中心为驱动和纽带连接应用部门及高性能计算软硬件厂商的交互关系，超级计算中心在为不同应用需求服务过程中形成对高性能计算软硬件厂商的需求，促使高性能计算软硬件能够得到更准确的市场需求，超级计算中心作为各种高性能计算软硬件的定制者提供给“技术创新工业用户”以及“知识创新的科研用户”最合适高效率的高性能计算服务。

以超级计算中心为核心的高性能计算研究及服务的主体，超算中心作为核心带动高等学校及科研部门的高性能计算研究，同时作为主体开发出高性能计算服务的平台，通过有机的衔接纵向的三个角色提供给用户特色的高性能计算服务。

正是由于超级计算中心模式具有多方面的优势，建设超级计算中心来满足对高性能计算的需求、推动高性能计算的应用已经成为一种趋势。国内已经成功建设了一些超级计算中心，比如国家超级计算深圳中心、天津中心、济南中心、长沙中心和广州中心，以及上海超级计算中心、中国科学院网络中心超级计算中心（包括各地分中心）等都是典型的例子，另外还有许多省级和城市超级计算中心，比如北京市计算中心、甘肃省计算中心、福建省超算中心、天津市超算中心等，其它许多省或城市也有相应的筹建计划。

为贯彻落实习近平总书记关于建设世界科技强国的重要指示，和全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会精神，以及全国政协副主席、科技部部长万钢在8月5到贵州考察调研时的指示精神，落实省委第十二次党代会“力争在一些领域、部分行业形成领先优势”的要求，深化大数据战略行动领域的合作，加速推动大数据、新一代信息技术等产业发展，积极参与超级计算机、云计算、智能计算等技术的研发及应用，促进芯片、新型传感器等技术研发及成果转移转化。贵州省科技厅决定实施“黔灵”计划，与贵安新区将共同推进在贵安新区实施高性能计算领域的科技基础设施建设，项目由贵州省政府和贵安新区配套和保障，落户于贵安新区。

贵安新区超级计算中心定位立足贵安、服务全省、辐射东南亚，为FAST等大科学装置、高性能计算与人工智能、大数据、云计算、数字内容产业的融合计算能力提供基础平台。建设提供高性能计算、高吞吐信息服务和海量数据处理能力的超级计算中心，支撑贵安新区及整个贵州科研和工业化生产的重大科研基础装置及产业升级，推动贵州省科技创新，实现贵州新型工业化、农业现代化和新型城镇化融合发展，服务“一带一路”国家战略，提高综合能力和国家科技竞争力，为实现科技强国的中国梦做出应有的贡献。

需解决的主要技术难题

为了保障项目建设的成功，需解决：

1.项目总计算能力要求不小于13Pflops；总存储规划能力要求不小于2PB。

2.要求存储系统兼顾高并发带宽和低响应延迟，同时要求使用界面简单高效，能够实现数据的全局共享。

3.要求其编程模型支持规模扩展，屏蔽底层细节并且简单有效，数据尽量本地化处理，一个计算节点需要处理其本地磁盘上所分布存储的数据。

期望实现的主要技术目标

建设1套总计算能力不小于13Pflops；总存储规划容量不小于2PB的超级计算中心基础平台

处理进度