超算中心
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超算中心（Supercomputing Center）
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超算中心（Supercomputing Center），又稱“超級計算中心”。是主要提供國家高科技領域和尖端技術研究需的運算速度和存儲容量，包括航天、國防、石油勘探、氣候建模和基因組測序等,如美國的Sequoia紅杉超級電腦的設計初衷主要是應用於核試驗模擬。
簡單來說，超級電腦是指由數千甚至更多處理器組成、能計算普通電腦和伺服器不能完成的大型複雜課題的電腦，它是將大量的處理器集中在一起以處理龐大的數據量，同時運算速度比常規電腦快許多倍。
超級電腦是妥妥的“大國重器”，超級計算已同理論研究和科學實驗一- 起成為人類探索未知世界的三大科學手段，被稱為支撐科學發現的第三個支柱。
國家超級計算中心是由國家科技部批准成立的數據電腦構，是科技部下屬事業單位。
截至2020年，科技部批准建立的國家超級計算中心共有八所，分別是國家超級計算天津中心、國家超級計算廣州中心、國家超級計算深圳中心、國家超級計算長沙中心、國家超級計算濟南中心、國家超級計算無錫中心、國家超級計算鄭州中心、國家超級計算昆山中心。[1]
2021年，國家超算成都中心納入國家超算中心序列[2]。
超算中心的作用[2]
目前，超算中心在天氣預報、生命科學的基因分析、核業、軍事、航天等高科技領域大展身手，常用於需要大量運算的工作，譬如數值天氣預報、運算化學、分子模型、天體物理模擬、汽車設計模擬、密碼分析等。
例如，中國的商用客機 C919 的高精確度外流場空氣動力參數運算，在天河二號計算六天宣告完成，而在普通計算平臺上至少需要大約兩年才能完成。“天宮一號”的順利回家也靠超級電腦提供精確預測。
超算中心主要解決海量計算需求的場景，在新能源、新材料、自然災害、氣象預報、地質勘探、工業模擬模擬、新藥開發、動漫製作,基因排序、城市規劃等等方面均有廣泛應用。
主要客戶包括國有背景的重點工程和技術研究所、創新業務如大數據、AI、視頻渲染等互聯網公司、高校實驗室等三類。
國家超級計算天津中心是2009年5月批准成立的首家國家級超級計算中心，部署有2010年11月世界超級電腦TOP500排名第一的“天河一號”超級電腦和“天河三號”原型機系統，構建有超算中心、雲計算中心、電子政務中心、大數據和人工智慧研發環境，是我國目前應用範圍最廣、研發能力最強的超級計算中心,為全國的科研院所、大學、重點企業提供了廣泛的高性能計算、雲計算、大數據、人工智慧等高端信息技術服務。
在支撐科技創新領域，天津超算中心服務科研、企業、政府機構用戶數近6000家（包括科技創新團隊2000餘個，企業3000餘家），用戶已經遍佈全國近三十個省市自治區，應用涉及生物醫葯、基因技術、航空航天、天氣預報與氣候預測、海洋環境模擬分析、航空遙感數據處理、新材料、新能源、腦科學、天文等諸多領域。“天河一號”每天滿負荷運行8000餘個科研計算任務；累計支持國家科技重大專項、國家重點研發計劃等重大項目超過2000項，涉及經費超過20億，取得國家級、省部級獎勵成果和包括Nature、Science在內出版成果超過2400項。研發了一批具有自主知識產權的應用軟體，取得了一批具有國際先進水平的科研成果。
為經濟建設和產業發展服務，依托“天河一號”構建了石油勘探、新材料、基因健康、工業設計與模擬、建築與智慧城市等十餘個專業化平臺，聚集行業企業超過三千家。不斷提升企業的核心競爭力，支持企業轉型升級，聚集和穩定外資，支持小規模企業的快速發展為近200家規模以上企業提供了高質量創新服務，節省研發投入數億元，為企業累計帶來相關經濟效益近百億元。
國家超級計算深圳中心（深圳雲計算中心），總投資12.3億元，一期建設用地面積1.2萬平方米，總建築面積4.3萬平方米。主機系統由中國科學院計算技術研究所研製、曙光信息產業（北京）有限公司製造，2010年5月經世界超級電腦組織實測確認，運算速度達每秒1271萬億次，排名世界第二，該項目是國家863計劃、廣東省和深圳市重大項目。
國家超級計算深圳中心（深圳雲計算中心）系深圳市人民政府批准成立的企業化管理事業單位，下設：系統運行部、雲計算部、高性能計算部、市場部、行政管理部，專業技術和管理人員90%具有碩士或博士學位，多數具有海外留學經歷，預計2012年將建成擁有上百高端人才的科技創新平臺。
國家超級計算深圳中心（深圳雲計算中心）立足深圳、面向全國、服務華南、港、澳、台及東南亞地區，將承擔各種大規模科學計算和工程計算任務，同時以其強大的數據處理和存儲能力為社會提供雲計算服務，將建成功能齊全、平臺豐富、高效節能、國際一流的高性能計算研究開發中心和雲計算服務中心。
2010年11月28日，以“天河一號”為計算設備的國家超級計算長沙中心在湖南大學正式奠基。“國家超級計算長沙中心”是經科技部批准的信息化建設重大項目。超級電腦代表了當代信息技術的最高水平，是一個國家科技實力的重要標誌，也是服務於大系統、大工程、大科學的一個必不可少的工具，廣泛應用於科學研究、工業創新、商業金融、社會公共服務和國家安全等方面。
國家超級計算長沙中心選址湖南大學校區內，採用國防科技大學“天河一號”高性能電腦，按每秒1000萬億次運算能力規劃建設，總投資7．2億元。國家超級計算長沙中心一期工程規劃建築面積30000平方米，計劃於2011年底全部建成竣工，建成後運算能力將達每秒300萬億次，由湖南大學負責運營，國防科技大學提供計算設備和技術支持。
國家超級計算長沙中心的設計圖顯示，長沙中心由天河廣場、天算台和研發中心等三大主體建築構成，通過非傳統建築藝術形式，藉助“0”和“1”的造型語言來組構。圓柱形的天算台是國家超級計算長沙中心的靈魂，國家超級計算長沙中心的建設，是湖南省自主創新能力建設的重要組成部分，將直接提升湖南科技創新水平，加快全省新型工業化、農業現代化、新型城鎮化和信息化步伐，推進“兩型社會”建設，為湖南“十二五”科學發展、富民強省提供有力的科技支撐。
國家超級計算濟南中心（以下簡稱為"濟南中心"）是科技部批准成立的千萬億次國家超級計算中心之一，總投資6億元，建設主體為山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）。濟南中心於2011年3月正式啟動建設，當年10月27日落成揭牌並對外提供計算服務。濟南中心的建設成功，標志著我國已成為繼美國、日本後第三個能夠採用自主處理器構建千萬億次超級電腦系統的國家。2011年10月，經國家權威機構測試，濟南中心的神威藍光超級電腦系統持續性能為0.796PFlops（PetaFlops,千萬億次浮點運算/秒），LINPACK效率為74.4%，性能功耗比超過741MFlops/W(百萬次浮點運算/秒·瓦)，組裝密度和性能功耗比居世界先進水平，系統綜合水平處於當今世界先進行列，實現了國家大型關鍵信息基礎設施核心技術的"自主可控"目標。
濟南中心依托山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）組建了一支集技術研發、計算服務和技術支持於一體的科研和服務團隊，秉持立足山東、輻射周邊、服務全國的工作思路，積極服務於山東省"兩區一圈一帶"發展戰略需求，主要圍繞兩個中心開展工作,一是支持國家重大科技創新和戰略性新興產業，二是服務地方經濟發展。成立三年來，濟南中心在海洋科學、信息安全、電子政務、氣候氣象、工業設計、生物信息、航空航天、智慧城市及科學計算等領域已形成一系列重大應用，產生一批世界領先的科技成果，發展省內外用戶單位四百多家，提供5000多批次的計算和模擬模擬服務，超級電腦資源平均利用率在70%以上，為國家經濟建設、國防安全和社會經濟發展貢獻力量。 [2-3] 2018年8月，神威E級超算原型機在國家超級計算濟南中心完成部署。2019年5月，國家超算濟南中心科技園啟用暨戰略合作簽約活動在濟南舉行,這一國際首個超級計算科技園區宣告開園啟用。濟南市委副書記、市長孫述濤，中國科學院院士陳國良，齊魯工業大學（山東省科學院）黨委書記王英龍在活動上致辭，同時還舉行了“山東超級計算與人工智慧產業技術研究院”揭牌儀式。 [4-6]
國家超級計算廣州中心由廣東省人民政府、廣州市人民政府、國防科技大學、中山大學共同建設，是廣州市重點建設的科技一號工程，是助推戰略性新興產業發展、支撐國家創新型城市和智慧廣州建設的重大戰略性基礎設施，成為融高性能計算、海量數據處理、信息管理服務於一體的世界一流超算中心，為廣州、廣東乃至全國的經濟社會發展提供強大引擎。
國家超級計算廣州中心坐落在風景秀麗的廣州大學城中山大學校區，總建築面積42332平方米（地上5層，約32332平方米），其中機房及附屬用房面積約17500平方米，包括主機房、存儲機房、高低壓配電房、冷卻設備用房及附屬用房等功能用房。
國家超級計算無錫中心經國家科技部批准成立，由國家科技部、江蘇省和無錫市三方共同投資建設。中心坐落在風景秀麗的江蘇省無錫市蠡園經濟開發區，擁有世界上首台峰值運算性能超過每秒十億億次浮點運算能力的超級電腦——“神威·太湖之光”。
該系統是我國“十二五”期間“863計劃”的重大科研成果，由國家並行電腦工程技術研究中心研製，運算系統全面採用了由國家高性能集成電路設計中心通過自主核心技術研製的國產“申威26010”眾核處理器。“神威·太湖之光”也是我國第一臺全部採用國產處理器構建的世界排名第一的超級電腦。
國家超級計算無錫中心是無錫市政府直屬事業單位，由清華大學與無錫市政府共同建設，並委托清華大學管理運營。國家超級計算無錫中心依托“神威·太湖之光”電腦系統，根植江蘇、覆蓋長三角、拓展全國、放眼全球，與國內外專家、應用單位等進行密切合作。面向生物醫葯、海洋科學、油氣勘探、氣候氣象、金融分析、信息安全、工業設計、動漫渲染等領域提供計算和技術支持服務，承接國家、省部等重大科技或工程項目，為我國科技創新和經濟發展提供平臺支撐。
國家超級計算無錫中心將利用中心的優勢資源， 結合江蘇省“十三五"規劃提出著力建設具有全球影響力的產業科技創新中心和具有國際競爭力的先進位造基地的戰略新定位，建成具有明確應用背景的高性能計算技術重大應用研究與支撐中心，充分展示高性能計算作為科技創新核心競爭力和強力引擎的價值，成為國內高性能計算人才聚集地和國內外重要並行應用軟體研發基地，實現超算中心的可持續發展。
2019年5月14日，國家超級計算鄭州中心獲得科技部批覆籌建，成為全國第7家批覆建設的國家超級計算中心，也是科技部出台認定管理辦法後批覆籌建的首家國家超級計算中心。
國家超級計算鄭州中心擬依托鄭州大學建設運營，計劃於2020年上半年建設完成，中心將配備技術先進、自主可控新一代超級電腦系統，峰值計算能力達到100Pflops（1Pflops等於每秒一千萬億次的浮點運算），存儲容量100P，力爭計算能力排名進入國際同期前10名。
2020年，總投資20多億元的國家超級計算昆山中心建設項目順利通過科技部組織的專家驗收，成為江蘇省第二個、國家第八個超級計算中心。
昆山超算中心集成了中國科學院相關領域的最新科研成果，與科學院中國科技雲資源相銜接，成為共用超級計算平臺，將承接長三角區域大科學裝置的先進計算及科學大數據處理業務，與蘇州深時數字地球研究中心、上海腦科學研究中心等開展戰略合作，重點圍繞人工智慧、生物醫葯、物理化學材料、大氣海洋環境等前沿科學領域開展應用計算研究與服務。
2020年疫情期間，昆山超算中心邊建設邊開展對外服務，累計為華中科技大學等十八家單位免費提供計算資源，有力支撐了我國對新冠病毒基因、病理、藥物、預警等方面的研究。
2021年，成都超算中心納入國家超算中心序列。成都超算中心位於四川天府新區興隆湖東南2公裡處。該項目於2019年8月，啟動建設。2020年9月，成都超算中心正式建成投運，最高運算速度達到10億億次/秒，進入全球前十[2]。
通用 vs 專用：數據中心主要面向所有需要信息技術的場景，應用領域和應用層次不斷擴張，支撐構造千變萬化的應用；超算則主要提供國家高科技領域和尖端技術研究需的運算速度和存儲容量，包括航天、國防、石油勘探、氣候建模和基因組測序等，
分佈 vs 並行：雲計算以分散式為特色，統籌分散的硬體、軟體和數據資源，通過軟體實現資源共用和業務協同，運行的任務也是分散式的；超算集群邏輯上是集中式的，針對計算密集型任務更強調並行計算（以獲得高性能），各節點任務存在前後的依賴，節點之間數據交換的延遲要求非常高。
成本 vs 性能：雲計算是規模經濟，採用x86硬體搭建，可用性、可靠性、擴展性主要通過軟體實現；超算有國家背書捨得花錢，大規模並行計算能力是其優點。但雲這種新的模式憑藉著晶元、產品的快速迭代、低成本正在分割超算市場。
