1、 超算互联网白皮书超算互联网白皮书 超算互联网联合体超算互联网联合体 二二四年四月二二四年四月 序序 言言 过去 20 多年，中国的高性能计算事业取得长足的进步。在“机器、应用、环境”三方面协调均衡发展的方针指导下，自主研发的超级计算机 11 次位居世界超算 TOP500 第一，大规模并行计算应用三次获得世界高性能计算应用最高奖“戈登贝尔”奖，基于互联网构建的国家高性能计算环境得到广泛应用，支撑了国家重要的科学研究和工程建设项目。近年来，人工智能和大模型的发展对算力提出了前所未有的新需求，算力水平已经成为衡量一个国家科技与经济水平的重要指标。但另一方面，急剧变化的国际环境和日趋严重的外部限制与

2、封锁，对我国高性能计算的可持续发展提出了严峻挑战。在外部严格封锁的条件下，软硬结合、系统优化、应用为先是打破困境的必然出路，以应用成效论英雄，从机器性能世界领先转向应用成效世界领先，应该成为我国高性能计算发展追求的新目标。超算互联网正是在这个背景下提出的重要任务。所谓超算互联网，是一种基于互联网理念，借鉴互联网应用的成功经验而发展的计算基础设施。它追求计算应用资源的互通和共享，为最终用户提供优质的计算应用服务，帮助用户用计算解决应用问题。同时，它又具有商业模式，通过资源提供、应用运营、应用开发各方的通力合作，获得自身可持续发展的资金和资源。在科技部、工信部的指导下，已经成立 了国家超算互联网联

3、合体，正在为超算互联网的建设而努力。本白皮书的撰写和发布恰逢其时。首先，它将使联合体的成员进一步统一思想，凝聚共识，共商大计，明确做什么？怎么做？促进成员间目标和步调的一致。其次，通过论述超算互联网的技术架构、运行机制、应用形态和运营模式，有助于更加科学地开展超算互联网的顶层设计，系统性地安排资源弹性汇聚调度、应用平台和应用商店构建、应用软件开发部署机制等关键支撑技术的研发工作。第三，白皮书所阐述的理念和技术体系将指导超算互联网应用的开发，不断丰富超算互联网的应用资源，对最终用户提供更加优质的服务。最后，白皮书的发布也有助于社会公众了解什么是超算互联网，激发使用超算互联网完成自身业务的兴趣，拓

4、宽各行各业对超算互联网的使用和参与。同时，也有助于潜在的投资主体了解超算互联网的理念和潜力，吸引多方投入共建超算互联网。真切希望超算互联网白皮书的发布能发挥其在传播理念、凝聚共识、科学规划方面的独特作用，促进超算互联网的技术研发，促使超算互联网理念和愿景的早日落实，推动我国高性能计算技术和应用的水平迈上新台阶。中国科学院院士、超算互联网总体专家组组长 钱德沛钱德沛 2024 年 2 月 7 日 前前 言言 数字经济时代，算力成为新型生产力。以计算为基础的数值模拟、数字仿真、大数据分析、人工智能等求解问题的方法，正带来新的生产、科研和治理范式。超级计算能力是衡量一个国家或地区科技竞争力和综合实力

5、的重要标志，有赖于机器、应用、环境三位一体协调发展。超算互联网是要用互联网化的理念、思维、模式、技术、平台、机制来运营现有超算基础设施，实现降低算力使用门槛，提高资源利用效率，培育自主软件生态，促进算力泛在应用，推动跨界融合创新，提升超算环境服务能力等目的。本白皮书在征求、吸收超算互联网联合体众多专家的意见建议的基础上，梳理当前我国超算基础设施与服务环境面临的机遇和挑战，提出超算互联网的基本概念与重要特征，描绘超算互联网的目标愿景与生态价值链，明确超算互联网应当具备的关键能力；描述国内外超算基础设施互联共享的发展现状，梳理超算网格、超算服务化、超算互联网的发展脉络；提出超算互联网的参考模型，梳

6、理各层级功能特征与关键技术问题，明确制订超算互联网标准规范体系的要求；提出超算互联网的参考运营架构，明确超算互联网应具备的运行机制；展望超算互联网创新的使用模式及丰富的应用场景；最后，从技术攻关、应用示范、标准制订、人才培养、数据共享等方面提出行业发展倡议。本白皮书还有诸多不足，期待各方批评指正，共话未来！超算互联网白皮书 目目 录录 一、发展背景.1 二、基本概念.5(一)概念特征.5(二)目标愿景.6(三)关键能力.8(四)参考模型.12(五)概念演进.13 三、发展现状.16(一)发达国家高度重视超算设施互联共享.16(二)中国推动超算网格向超算互联网升级.21 四、技术架构.31(一)