陳國爐

廈門鯤鵬超算中心的建設背景及意義

隨著數(shù)字經(jīng)濟時代的到來， 算力逐漸替代傳統(tǒng)生產(chǎn)力成為新型生產(chǎn)力， 把握著未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向。超級計算機以其計算速度超快，存儲容量超大的特點， 為眾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了算力和存力的有力支持。 國家超算廣州中心主任盧宇彤曾評論：“超級計算機是建設創(chuàng)新型國家的重大基礎設施，是解決挑戰(zhàn)性問題的重大支撐平臺，是支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的倍增器， 是服務于信息化建設的資源池[1]。 ”

中國一直將高性能計算的研制作為國家科學與技術發(fā)展規(guī)劃的重要方向之一。 國務院在發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》（國發(fā)〔2016〕43號）中就提出關于“發(fā)展先進計算技術，重點加強E 級（百億億次級）計算、云計算、量子計算、人本計算、異構(gòu)計算、智能計算、機器學習等技術研發(fā)及應用[2]”的要求。 2018 年底，中央經(jīng)濟工作會議進一步提出“新型基礎設施建設[3]”（以下簡稱新基建），并在2020 年初明確了“新基建[4]”的范圍，包括人工智能、云計算大數(shù)據(jù)中心等領域。因重視超算的功能和戰(zhàn)略意義， 我國各地紛紛建立超算中心，如廣州超算中心、上海超算中心和武漢超算中心等。

作為東南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展中心和創(chuàng)新中心，廈門市建設本土超算中心是響應中央有關加快新基建部署、 支撐地方數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。 以超算平臺為依托的高性能計算能力與大數(shù)據(jù)、人工智能應用，有利于加速城市大腦、數(shù)字政府等新型智慧政務建設步伐， 提升以大數(shù)據(jù)、AI為依托的現(xiàn)代化政府治理水平。

為做大廈門市千億數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈、 加快新時期數(shù)字經(jīng)濟融合發(fā)展， 建設一個具備多元算力的本地超算中心成為必然。廈門鯤鵬超算中心（以下簡稱廈門超算中心）應運而生。它是全球首個以鯤鵬為生態(tài)的超算中心， 依托華為自主研發(fā)的產(chǎn)品和服務能力，采用以華為鯤鵬CPU 為核心的泰山服務器，同時引入國產(chǎn)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等，為政府、 國有大中型企業(yè)等核心領域和廈門重點產(chǎn)業(yè)提供端到端的計算能力。 但與以數(shù)值計算為主要負載的傳統(tǒng)模式不同的是， 廈門超算中心在提供海量存儲、海量計算能力的同時，致力于以產(chǎn)業(yè)實際需求為導向， 直接服務于廈門本地政務、工程、數(shù)字化、醫(yī)療健康、教育及科研等領域，為廈門市區(qū)域數(shù)字化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化提供強大支撐。

廈門鯤鵬超算中心的基本情況

廈門超算中心是一個具備多元算力的本地化超算中心，坐落于海峽通信樞紐中心，主要采用廈門本地生產(chǎn)的鯤鵬架構(gòu)高性能數(shù)據(jù)中心服務器，同時運用領先的云化高性能計算解決方案， 構(gòu)建起鯤鵬架構(gòu)超算平臺， 可支持橫向規(guī)模和縱向能力平滑擴展升級， 保障算力領先并支持服務能力的持續(xù)拓展，確保敏捷響應用戶需求。

廈門超算中心基礎平臺提供對各計算、存儲、網(wǎng)絡及安全資源池的統(tǒng)一管理， 兼容業(yè)界主流的計算虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化、安全虛擬化等技術，做到資源的統(tǒng)一管理，并可針對超算中心未來業(yè)務發(fā)展，提供多數(shù)據(jù)中心管理功能，實現(xiàn)不局限于一個數(shù)據(jù)中心資源的管控和按需分配，并能夠?qū)ζ脚_上各種資源進行計量， 實現(xiàn)抽象資源的量化。

廈門超算中心大數(shù)據(jù)平臺包括源數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)治理和分析平臺、平臺應用三大部分，通過數(shù)據(jù)采集-治理-應用的處理流程，實現(xiàn)從雜亂數(shù)據(jù)-信息知識-行動智能的價值轉(zhuǎn)換，最終達到數(shù)據(jù)資產(chǎn)運營的目的。

廈門鯤鵬超算中心的創(chuàng)新之處

廈門超算中心是首個采用信息技術應用創(chuàng)新技術打造的新型超算中心， 基礎平臺從芯片到上層軟件服務全棧采用國產(chǎn)化技術搭建， 主要有五大創(chuàng)新點。

1.滿足多樣化負載需求

一是提供高密度、多樣化的算力，單臺服務器可提供高達128 核CPU 算力， 具備鯤鵬ARM、X86、GPU 異構(gòu)算力， 未來還可能包括昇騰、NPU等，滿足多樣化業(yè)務負載需求；二是融合了云計算技術，采用云化架構(gòu)，支持橫向（規(guī)模）和縱向（能力）平滑快速擴展升級，保障算力領先；三是超算服務多樣化、高端化，如大數(shù)據(jù)、微服務、容器等，同時服務能力能夠持續(xù)更新，保障技術領先。

2.滿足多元化服務需求

項目通過采用市場主體投資建設運營， 政府購買服務并提供給企業(yè)、 高校、 科研機構(gòu)的新模式，避免了傳統(tǒng)超算建設中政府投資大、效率低、運營難等問題。 廈門將超算中心納入廈門公共服務平臺名錄，利用基礎的算力，提供多元化的公共服務，如政務、大數(shù)據(jù)、災備、渲染等。 進一步加強政企合作，優(yōu)勢互補，既發(fā)揮了政府宏觀調(diào)控能力與信用優(yōu)勢， 又發(fā)揮了神州數(shù)碼數(shù)字化全鏈條的專業(yè)能力優(yōu)勢，確保服務高效、穩(wěn)定、可靠。

3.滿足多行業(yè)場景需求

主要工作負載從傳統(tǒng)數(shù)值計算為主， 轉(zhuǎn)向提供大數(shù)據(jù)、機器學習等新型超算服務支持，從傳統(tǒng)的“重算力”轉(zhuǎn)向“重服務”。 如提供即開即用的Hadoop、Spark、Hive、Kafka、Flvme、Flink 等全面能力，適用于多行業(yè)的日志分析、離線分析、科學計算、生物特征分析、流式處理等場景。 不僅提供海量算力和存力，還以滿足政務、健康醫(yī)療、海洋氣象、工程等產(chǎn)業(yè)實際需求，服務于交管、特色課堂等各類場景， 支持NAMD、BLAST、WRF、FVCOM、OpenFOAM 等豐富的行業(yè)軟件，其中千余款已經(jīng)過鯤鵬兼容性適配。

4.滿足高標準安全需求

全面采用國產(chǎn)自主可控軟硬件體系架構(gòu)，從根本上確保平臺安全可控。 在T3+高等級IDC 本地化部署，具備高標準的基礎安全能力，并從根本上保證了廈門市數(shù)字資產(chǎn)安全。 平臺具備等保三級水平安全能力， 并向用戶提供軟硬件結(jié)合的立體式安全服務，全方位確保業(yè)務和數(shù)據(jù)安全。 在完善的安全管理流程和機制基礎上， 接受廈門市信息中心的統(tǒng)一監(jiān)管。

5.滿足多生態(tài)應用需求

建設中主要采用自主可控的鯤鵬架構(gòu)全棧式解決方案，從芯片、服務器、云平臺到大數(shù)據(jù)服務全面實現(xiàn)國產(chǎn)化，已帶動硬件生態(tài)；神州數(shù)碼集團已與廈門翼方健數(shù)信息科技有限公司、 慧影醫(yī)療科技（北京）有限公司等企業(yè)就“廈門超算+產(chǎn)業(yè)應用”、鯤泰軟硬件合作、營銷合作等形成意向乃至初步方案， 未來還將利用30000 家合作伙伴生態(tài)資源，持續(xù)豐富廈門的超算生態(tài)、鯤鵬生態(tài)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為廈門超算中心持續(xù)賦能。 將超算中心這一新型基礎設施打造成吸引招商企業(yè)走進來和助力本土企業(yè)走出去的重要支撐，形成“招商名片”，實現(xiàn)對人工智能、智慧城市、數(shù)字經(jīng)濟、醫(yī)療健康等產(chǎn)業(yè)生態(tài)的吸引、引導和扶持，與廈門市千億數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展緊密結(jié)合，支撐本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

廈門鯤鵬超算中心的應用成效

超算中心是信息技術應用創(chuàng)新的最高端實踐之一， 廈門超算中心更是我國自主可控的信息技術應用創(chuàng)新的有力成果與良好實踐。 作為廈門市人民政府、華為公司、神州數(shù)碼集團三方在鯤鵬產(chǎn)業(yè)的階段性成果之一， 廈門超算中心的落地是政府與產(chǎn)業(yè)公司在數(shù)字經(jīng)濟領域合作的典型呈現(xiàn)，不僅為廈門本地提供了超算服務， 還將帶動廈門市乃至福建省千億級鯤鵬產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展， 為廈門數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展和智慧城市建設提供強有力的技術支撐。廈門超算中心運行以來應用成效顯著，已先后納入《福建省新型基礎設施建設三年行動計劃（2020—2022 年）》(閩政辦〔2020〕32 號)、《廈門市推進新型基礎設施建設三年行動計劃（2020—2022 年）》（廈府辦〔2020〕85 號）和《廈門市“十四五”數(shù)字廈門專項規(guī)劃》（廈府〔2021〕310 號）等計劃和規(guī)劃。

1.建設成果

廈門超算中心的建設圍繞政務、醫(yī)療健康、教育、科研、產(chǎn)業(yè)等領域，為廈門全市、各區(qū)的政府、企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等提供了海量存儲、海量計算、大數(shù)據(jù)服務、人工智能等服務支持，包括但不限于ARM、X86 等混合架構(gòu)的高性能云主機，超大內(nèi)存云主機，GPU 計算加速型云主機等， 以及云數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)集群服務、云搜索等領先服務，具備等保三級標準的安全能力和豐富多樣的針對性增值安全服務。 廈門超算中心是后續(xù)鯤鵬應用遷移的基礎底座，將為更多的大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術應用創(chuàng)新提供高標準平臺。當政務、產(chǎn)業(yè)超算形成一定規(guī)模后， 廈門超算中心還將進一步通過數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘，形成規(guī)?；臄?shù)字資產(chǎn)，產(chǎn)生更廣泛的數(shù)據(jù)價值，以數(shù)字驅(qū)動助力廈門城市大腦、廈門產(chǎn)業(yè)數(shù)字圖譜的構(gòu)建。

2.應用成果

以政務領域為例?；趶B門鯤鵬超算中心，在廈門市工業(yè)和信息化局的統(tǒng)籌指導下， 服務商神州數(shù)碼集團與廈門市公安局在2020 年9 月27 日共同揭牌成立“鯤鵬聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”，由政府提供應用場景， 廈門超算中心提供資源支持和技術支持，聯(lián)合軟硬件廠商開展國產(chǎn)化生態(tài)聯(lián)合創(chuàng)新，支撐了市公共安全管理平臺、 治安防控智慧警務平臺加速政務大數(shù)據(jù)國產(chǎn)化智能建設應用。

以產(chǎn)業(yè)領域為例。 作為具體鯤鵬產(chǎn)業(yè)落地的標桿項目， 廈門超算中心對國內(nèi)一流硬件軟件廠商、服務商具有天然的吸引作用與示范效益，已經(jīng)成為政務、氣象、醫(yī)療等多個行業(yè)鯤鵬應用遷移的基礎底座。 截至2022 年10 月底，已累計為各產(chǎn)業(yè)機構(gòu)提供測試和適配資源超過五千萬核時， 承載了廈門市氣象局氣象預測、匯醫(yī)慧影數(shù)字影像、集美大學科研高性能計算等系統(tǒng)， 成為廈門本地大數(shù)據(jù)、 人工智能等信息技術應用創(chuàng)新的高標準平臺，帶動89 家本地企業(yè)進行鯤鵬認證，包括廈門市美亞柏科信息股份有限公司、 廈門市巨龍信息科技有限公司等重點企業(yè)，覆蓋了政務、醫(yī)療、安全、教育等眾多行業(yè)。

3.社會效應

未來隨著超算服務擴展升級和產(chǎn)業(yè)融合應用的深入， 更多頂尖的數(shù)字經(jīng)濟企業(yè)將被吸引匯聚廈門， 在政府引導下推動圍繞鯤鵬生態(tài)展開超算應用合作開發(fā)、產(chǎn)學研合作探索，為廈門市做大做強鯤鵬產(chǎn)業(yè)生態(tài)奠定良好基礎， 拉動整個廈門乃至整個福建鯤鵬產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的發(fā)展。

廈門鯤鵬超算中心的推廣前景

超算正在從第三范式（傳統(tǒng)的計算模擬與數(shù)字仿真）走向第四范式（基于大數(shù)據(jù)相關性分析的科學發(fā)現(xiàn)和研究）， 主要負載從傳統(tǒng)數(shù)值計算為主， 轉(zhuǎn)向以大數(shù)據(jù)、 機器學習等多元化的業(yè)務負載。 廈門超算中心，作為融合了云計算、大數(shù)據(jù)等前沿技術的新一代超算中心實踐， 是目前廈門市信息化建設、新基建建設的重中之重，為廈門市進一步發(fā)展數(shù)字產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型持續(xù)賦能，為區(qū)域數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展做出突出貢獻， 具有如下推廣前景。

1.項目模式推廣

該項目由政府購買超算服務并向政府、企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等提供服務，實質(zhì)上是運用領先模式和手段， 在較低的超算服務總擁有成本（TCO）基礎上，基于政府信用，實現(xiàn)了區(qū)域性、行業(yè)性規(guī)模化數(shù)字能力升級和數(shù)字經(jīng)濟體打造， 能夠形成顯著的區(qū)域性或行業(yè)性規(guī)模效益， 有助于新時代數(shù)字政府的治理能力與服務能力的提升。

2.區(qū)域推廣

借助于云計算技術， 廈門超算中心未來還可以面向用戶在各區(qū)、縣、園區(qū)乃至企業(yè)進行邊緣部署，與政府、企業(yè)、高校、科研機構(gòu)的實際需求更緊密融合，最終形成區(qū)域超算專網(wǎng)、專線，在物理分散的同時確保一致、 安全、 可靠的高標準服務能力。

3.政務領域推廣

隨著我國行政管理體制深化改革步伐， 廈門超算中心將對促進資源優(yōu)化配置、 加快數(shù)字政府建設等方面提供重要促進作用。在基于大數(shù)據(jù)、人工智能技術的安全、審計、城市治理等領域提供更全面、更智能、更高效的政務服務、民生服務。

4.產(chǎn)業(yè)領域推廣

在政府主導下，面向工業(yè)、醫(yī)療健康、教育、科研等不同領域的企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等提供定制化的超算服務， 乃至探索圍繞鯤鵬生態(tài)的超算應用合作開發(fā)、產(chǎn)學研合作等。

結(jié)語

以超算為代表的新一代信息基礎設施建設是我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和新興經(jīng)濟業(yè)態(tài)發(fā)展的先決條件。廈門鯤鵬超算中心的建設，代表著以云計算、 大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的新一代信息技術正在不斷融入到廈門市的社會和經(jīng)濟發(fā)展中，并極大地促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 廈門超算中心現(xiàn)已實現(xiàn)服務政府及本地企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等，降低超算服務總擁有成本（TCO），提升服務應用效能。政務超算助推加快城市大腦構(gòu)建， 促進數(shù)字政府建設，提升政府治理能力。 產(chǎn)業(yè)超算輔助繪制數(shù)字化的行業(yè)知識圖譜，助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。 未來，廈門超算中心將進一步完善， 成為高標準的信息基礎設施，應用于提升營商環(huán)境，促進高端產(chǎn)業(yè)匯聚；打造國內(nèi)領先的標桿項目，吸引國內(nèi)一流軟硬件廠商、 服務商到廈門共建千億級別鯤鵬產(chǎn)業(yè)生態(tài)。 在政府主導、安全可控的條件下，逐步實現(xiàn)對政務、產(chǎn)業(yè)、教育、科研等跨系統(tǒng)、跨領域的數(shù)據(jù)匯集與挖掘，加快區(qū)域數(shù)字產(chǎn)業(yè)協(xié)同和數(shù)據(jù)共享，為廈門本地帶來不可忽視的政企協(xié)同效益、 產(chǎn)研用協(xié)同效益等。