2023超級計算機行業(yè)分析及發(fā)展趨勢預測

• 黃文玉 2023年3月10日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1400 92
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超級計算機，是指能夠執(zhí)行一般個人電腦無法處理的大量資料與高速運算的電腦。就超級計算機和普通計算機的組成而言，構成組件基本相同，但在性能和規(guī)模方面卻有差異。

一、超級計算機的概念

超級計算機，是指能夠執(zhí)行一般個人電腦無法處理的大量資料與高速運算的電腦。就超級計算機和普通計算機的組成而言，構成組件基本相同，但在性能和規(guī)模方面卻有差異。超級計算機主要特點包含兩個方面：極大的數(shù)據(jù)存儲容量和極快速的數(shù)據(jù)處理速度，因此它可以在多種領域進行一些人們或者普通計算機無法進行的工作。

超級計算機可以代表一個國家在信息數(shù)據(jù)領域的綜合實力，甚至可以說影響到國家在世界科學技術上的地位，不僅如此，在大數(shù)據(jù)時代即將到來之際，超級計算機的實際應用也相當可觀。

二、超級計算機的優(yōu)勢及類型

超級計算機(巨型計算機)是相對于大型計算機而言的一種運算速度更高、存儲容量更大、功能更完善的計算機。它通常是指每秒中能運算5000萬次以上、存儲容量超過百萬個字節(jié)的電子計算機。超級計算機信息處理能力比個人計算機快一到兩個數(shù)量級以上，它在密集計算、海量數(shù)據(jù)處理等領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為高性能計算技術產(chǎn)品的超級計算機，又稱巨型機，是與高性能計算機或高端計算機相對應的概念。

超級計算機具有很強的計算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。超級計算機采用渦輪式設計，每個刀片就是一個服務器，能實現(xiàn)協(xié)同工作，并可根據(jù)應用需要隨時增減。以我國第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構建的“神威·太湖之光”為例，它的持續(xù)性能為9.3億億次/秒，峰值性能可以達到12.5億億次/秒。通過先進的架構和設計，實現(xiàn)了存儲和運算的分開，確保用戶數(shù)據(jù)、資料在軟件系統(tǒng)更新或CPU升級時不受任何影響，保障了存儲信息的安全，真正實現(xiàn)了保持長時、高效、可靠的運算并易于升級和維護的優(yōu)勢。

根據(jù)處理器的不同，可以把超級計算機分為兩類，采用專用處理器或者采用標準兼容處理器。前者可以高效地處理同一類型問題，而后者則可一機多用，使用范圍比較靈活、廣泛。專一用途計算機多見于天體物理學、密碼破譯等領域。國際“象棋高手”“深藍”、日本的“地球模擬器”都屬于這樣的超級計算機，很多超級計算機是非專用系統(tǒng)，服務于軍事、醫(yī)藥、氣象、金融、能源、環(huán)境和制造業(yè)等眾多領域。

三、超級計算機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)顯示，2019年全球超算行業(yè)市場規(guī)模為276.78億美元，同比增長0.5%;2020年受新冠疫情的影響，部分HPC廠商的關閉與延遲產(chǎn)品出貨的原因，市場規(guī)模下降至239.81億美元，同比下降13.4%。從全球超算行業(yè)應用領域來看，2020年全球超算行業(yè)主要集中在國防、政府、CAE、機械設計、生命科學、DCCdistribution、EDA/IT/ISV、經(jīng)濟/金融等領域。應用領域排前三的分別是國防、政府與CAE，市場份額分別占比18.2%、16.8%與12.4%。

超級計算機利用其強大的數(shù)據(jù)處理能力，幫助人們改變了解自然世界的方式，為社會提供巨大的利益。2016-2020年我國超級計算機性能整體呈上升態(tài)勢。從超級計算機平均性能來看，2020年11月Top500榜單中，世界TOP500超級計算機的Linpack性能都超過了1319TFlops，而中國TOP100機器的Linpack性能都超過了1869Tflops。

2021年11月16日,全球超級計算機500強榜單(TOP500)公布,日本計算科學研究中心于今年3月起正式運行的超級計算機“富岳”在運算速度等四項性能排名上位居世界第一。日媒稱，這也是“富岳”連續(xù)四期獲得“四冠”殊榮，該成績在全球尚屬首次。在榜單中，來自美國的超算“頂點”和“山脊”分列二三位，來自中國的超算“神威·太湖之光”，與上屆一樣位列第四。

據(jù)英國《新科學家》網(wǎng)站報道，歐洲目前運行速度最快的超級計算機“LUMI”已經(jīng)與一臺小型量子計算機“聯(lián)姻”，這種結合可以幫助研究人員找出讓量子計算機與超級計算機實現(xiàn)最佳配對的方法，為一種新型計算奠定基礎，以便更快速地解決復雜問題。

2022年，臉書母公司Meta正在建造世界上功能最強大的人工智能(AI)專用超級計算機，希望以非凡的計算能力開發(fā)AI模型，以研制出更好的語音識別工具，自動精準地翻譯不同語言，并幫助構建其3D虛擬元宇宙。

四、超級計算機行業(yè)未來發(fā)展前景

大數(shù)據(jù)時代的到來，超級計算機將會在未來信息化發(fā)展中大放光彩，首先是它和云計算，云儲存聯(lián)系在一起，為大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展提供保障。未來超級計算機很可能會發(fā)展為共享服務器云計算的形式，發(fā)揮它極強運算速度和大批量數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢。另一方面，超級計算機本身的架構和組件方式可能也會有很大改變，尤其體現(xiàn)在體積的縮小，運行的輕量化，成本的縮小化。未來它將不僅僅是作為國家戰(zhàn)略的一種存在，而且會涉入商業(yè)領域，如此會更加刺激它的發(fā)展。

超級計算機作為一個國家信息化的一種重要體現(xiàn)，首先將會在國防科技，工業(yè)化，航天衛(wèi)星等領域發(fā)揮重要作用，其次它會在諸如氣象，物理，探測等領域顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢。依靠強大的數(shù)據(jù)處理能力和高速的運算能力，未來的超級計算機將會是大數(shù)據(jù)時代的重要工具。而且會進一步普及到具體生活中來，為社會發(fā)展做出巨大貢獻。

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