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中投顧問觀點| 2024-2028年中國超級計算行業(yè)市場規(guī)模預(yù)測

中投網(wǎng)2024-04-28 15:02 來源:中投網(wǎng)

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 1.1.1 2024-2028年中國超級計算行業(yè)影響因素分析

一、有利因素

(一)政策利好

2023年2月27日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》,《規(guī)劃》指出,打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動脈,系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎(chǔ)設(shè)施布局,促進東西部算力高效互補和協(xié)同聯(lián)動,引導(dǎo)通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心等合理梯次布局。

2023年4月17日,科技部高新司組織召開國家超算互聯(lián)網(wǎng)工作啟動會,大會探討國家超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)路徑,提出成立國家超算互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合體,進一步加快構(gòu)建超算自主生態(tài)體系,落實超算互聯(lián)網(wǎng)行動方案。

(二)超級計算技術(shù)不斷發(fā)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,中國超級計算市場也在不斷創(chuàng)新和進步。在云計算方面,越來越多的企業(yè)和研究機構(gòu)開始采用云計算技術(shù)來提高計算效率和降低成本。在大數(shù)據(jù)方面,人們通過對海量數(shù)據(jù)的分析和處理,可以更好地發(fā)掘出數(shù)據(jù)中的隱藏價值和規(guī)律。在人工智能方面,超級計算可以提供更加強大的計算能力和數(shù)據(jù)處理能力,為人工智能的發(fā)展提供了更好的平臺。

此外,量子計算也是未來超級計算的一個重要發(fā)展方向。量子計算機具有更強的計算能力和更高的安全性,將會在未來的科學(xué)研究、加密通信等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。雖然目前量子計算技術(shù)還處于初級階段,但是隨著技術(shù)的不斷進步,相信在不久的將來,量子計算將會成為超級計算的一個重要分支。

(三)超級計算應(yīng)用場景廣泛

中國超級計算市場在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,其中最重要的應(yīng)用場景包括科學(xué)研究、工程設(shè)計、藥物發(fā)現(xiàn)等。在科學(xué)研究方面,超級計算可以模擬復(fù)雜的自然現(xiàn)象和科學(xué)實驗,有助于科學(xué)家們更深入地理解自然規(guī)律和科學(xué)原理。在工程設(shè)計方面,超級計算可以高效地處理大量的工程數(shù)據(jù)和模擬復(fù)雜系統(tǒng),幫助工程師們更好地設(shè)計和優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)。在藥物發(fā)現(xiàn)方面,超級計算可以通過分子動力學(xué)模擬等技術(shù),預(yù)測藥物與生物體的相互作用,為新藥研發(fā)提供重要的幫助。此外,在超級計算機領(lǐng)域,它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氣象預(yù)報、天文學(xué)、材料科學(xué)和能源等領(lǐng)域,為中國的科學(xué)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻。與此同時,中國也在加速發(fā)展自主研發(fā)的芯片,設(shè)計的架構(gòu)性能不遜于國外。

在未來發(fā)展中,超級計算將與云計算大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合,形成更加完善和高效的技術(shù)體系和服務(wù)體系。同時,應(yīng)用場景也將不斷擴展,進一步推動超級計算各個領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展。

(四)新一代國產(chǎn)超算“天河星逸”首次發(fā)布

新一代國產(chǎn)超級計算系統(tǒng)“天河星逸”系統(tǒng)以應(yīng)用為中心,采用國產(chǎn)先進計算架構(gòu)、高性能多核處理器、高速互連網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模存儲等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建,在通用CPU計算能力、網(wǎng)絡(luò)能力、存儲能力以及應(yīng)用服務(wù)能力等多方面較“天河二號”實現(xiàn)倍增,支持高性能計算、AI大模型訓(xùn)練以及大數(shù)據(jù)分析各類應(yīng)用模式,將進一步提升廣州超算中心的多領(lǐng)域服務(wù)能力,為廣州市、廣東省和粵港澳大灣區(qū)的前沿科技突破、戰(zhàn)略工程建設(shè)、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供強勁的高端算力與平臺支撐,有力提升廣州市作為國家中心城市和綜合性門戶城市的核心科技創(chuàng)新實力,支持區(qū)域科技經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

(五)超智融合是未來發(fā)展趨勢

隨著創(chuàng)新算力與新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展,超算與人工智能的融合已成為驅(qū)動科技創(chuàng)新的關(guān)鍵力量,將長期為我國各行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供核心驅(qū)動力。超智(超算和智算)融合是未來趨勢。超算系統(tǒng)其實囊括了智算的能力,只不過后者更加聚焦于人工智能的場景。但超算更加全面,在算法優(yōu)化、性能發(fā)揮、互聯(lián)互通等方面都具備優(yōu)勢。

2023年12月6日,以“超智融合,算啟新篇”為主題的2023年超算創(chuàng)新應(yīng)用大會在廣州盛大召開。此次大旨在探討超算、智算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)的融合發(fā)展之路,加速智慧城市、生物醫(yī)藥健康、地球科學(xué)等領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破,進一步促進超算各應(yīng)用領(lǐng)域間的交流合作,共同推動超算技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

二、不利因素

(一)軟件跟不上發(fā)展

超算應(yīng)用水平方面,我國超算應(yīng)用發(fā)展還遠遠滯后于超算研制能力的發(fā)展。

其一,超算應(yīng)用軟件的可擴展性偏低?萍疾客ㄟ^一系列重點研發(fā)計劃,在重點應(yīng)用領(lǐng)域部署了一系列課題,進行幾十萬核乃至百萬核并行算法與軟件研制的重點突破,但目前日常運行的大部分超算作業(yè),其并行規(guī)模仍停留在幾千或幾萬個處理器甚至更低的量級,沒有充分發(fā)揮出億億次超級計算機上并行的能力。我國應(yīng)用軟件仍處于初級階段,應(yīng)用領(lǐng)域與軟件研發(fā)存在脫軌現(xiàn)象。

其二,受制于國外壟斷,國產(chǎn)商業(yè)應(yīng)用軟件發(fā)展滯后,市場占有率幾乎是空白。在超算應(yīng)用比較多的制造業(yè)和基礎(chǔ)科研等關(guān)鍵領(lǐng)域,大部分商業(yè)應(yīng)用軟件都被國外壟斷。我國不僅支出巨額軟件采購費用,軟件升級還受制于外方。我國超級計算機特別是國產(chǎn)超級計算機上運行的大規(guī)模并行軟件幾乎都是科研用軟件,不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的能力。

其三,我國超級計算機的研制模式一直以來都是政府科技部門主導(dǎo),地方政府參與,企業(yè)承擔(dān)研制任務(wù),國家超級計算中心負責(zé)運維和推廣。雖然在過去二十多年里,我國超算的研制和發(fā)展在這一模式的指導(dǎo)下,取得了舉世矚目的輝煌成就,但為了取得TOP500世界冠軍而忽視實際需求,研制遠遠超過實際需求的機器的做法。

(二)思想和人才的制約

當(dāng)前,我國超算應(yīng)用發(fā)展滯后的原因主要有四點。

首先,在建設(shè)思路上,采取了超算系統(tǒng)性能優(yōu)先發(fā)展再拉動超算應(yīng)用發(fā)展的策略。歐美日等國家一般根據(jù)各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用需求,針對性地研制能滿足實際應(yīng)用需求的超算系統(tǒng),能夠避免對機器的浪費。而從實踐來看,我國的超算發(fā)展偏重于先發(fā)展超算計算能力,往往會導(dǎo)致超算系統(tǒng)的初期應(yīng)用效率偏低的情況出現(xiàn),需要一定時間的過渡期才能將機器用起來。

其次,“重硬輕軟”的思想導(dǎo)致經(jīng)費投入比例嚴(yán)重失調(diào)。美國能源部建議對超算軟硬件的投入比例約為1:1。目前,雖然我國超算系統(tǒng)的軟件經(jīng)費投入,在項目申報時已經(jīng)能占20%至30%,比過去的不到10%已經(jīng)有了明顯的改善,但是離1:1的比例還有很大差距。

再次,研發(fā)力量分散。我國超算應(yīng)用軟件的研發(fā)人員大部分分散在一些小的實驗室、研究所,或者依附在以硬件研發(fā)為主的國家重點實驗室,僅在核物理、石油、氣象、地球物理等個別領(lǐng)域建有專門的國家重點實驗室,但是未形成合力。

最后,超算軟件人才嚴(yán)重匱乏。當(dāng)前高校相關(guān)人才培養(yǎng)體系、培養(yǎng)計劃和課程設(shè)置落后于超算應(yīng)用領(lǐng)域的人才需求。同時,科研評價體系難以對超算應(yīng)用軟件研發(fā)做出客觀評價,加上科研經(jīng)費管理不利于體現(xiàn)軟硬件研究成果的不同價值,軟件研發(fā)人員待遇偏低但市場需求旺盛且待遇有明顯優(yōu)勢,導(dǎo)致應(yīng)用軟件研發(fā)人才頻繁“跳槽”,人才流失嚴(yán)重。

(三)資金投入不足

雖然中國在研制超級計算機方面投入了大量資金,但仍然存在投入不足的情況。與之相比,美國在超算技術(shù)領(lǐng)域投入了數(shù)十億美元,并與企業(yè)合作推廣應(yīng)用,取得了顯著成果。當(dāng)前,中國超算的投入仍然存在不足之處,需要進一步增加研究經(jīng)費,提高超算自主創(chuàng)新能力。超算技術(shù)前沿的競爭需要更多的技術(shù)儲備和經(jīng)濟支持。只有加大對超算的研發(fā)投入,提高超算研究的深度和廣度,才能在超算領(lǐng)域獲得更大的優(yōu)勢和競爭力。

(四)數(shù)據(jù)中心問題

超級計算機需要龐大的數(shù)據(jù)中心進行維護和管理,給超算的運營帶來了很大的壓力。由于超算設(shè)備的功耗極高,其散熱問題成為影響超算性能和穩(wěn)定性的重要因素。同時,超算的故障率較高,需要進行頻繁的維護和保養(yǎng),這也加大了運營成本。然而,目前中國在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和維護方面存在很多不足之處。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求高水平的硬件、維護和系統(tǒng)運營能力,這是保障超級計算機穩(wěn)定運行的重要步驟。當(dāng)前,中國在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和管理方面不足,進一步影響了中國超算技術(shù)的發(fā)展。為了更好地發(fā)展超算產(chǎn)業(yè),中國需要在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和管理方面加大投入、不斷提高技術(shù)和管理水平。

1.1.2 2024-2028年中國超算服務(wù)市場規(guī)模預(yù)測

2022年,我國超算服務(wù)市場規(guī)模約達到244.8億元;2023年,我國超算服務(wù)市場規(guī)模約達到296.5億元。

我們預(yù)計,2024年我國超算服務(wù)市場規(guī)模將達到342.7億元,未來五年(2024-2028)年均復(fù)合增長率約為12.55%,2028年將達到550.0億元。

圖表 中投顧問對2024-2028年中國超算服務(wù)市場規(guī)模預(yù)測

數(shù)據(jù)來源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

 

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