中国国家超级计算中心

定义

国家超级计算中心指由中华人民共和国科学技术部批准或授牌建设、以超级计算机系统为核心设施的国家级高性能计算机构。其单位名称通常冠以所在城市，如国家超级计算天津中心、国家超级计算无锡中心^[1]。这类机构被表述为国家战略性信息基础设施与科技创新平台，职能是向高校、科研院所和企业提供高性能计算、数据处理等服务^[2]。

在管理与运行上，各中心由科技部统筹，多采取中央政府与地方政府联合投资、与高校或科研单位共建的方式建设；中心的业务主机一般部署在国家超级计算中心机房内，并作为节点并入更大范围的计算环境^[3]。

背景

在成体系的超算中心出现之前，中国的高性能计算资源主要依托两类安排：一是1995年起科技部陆续在北京、上海、武汉、合肥、成都、杭州、西安等地设立的国家高性能计算中心，配置国产高性能计算机系统；二是2000年前后由863计划支持的国家高性能计算环境，先由5个超算中心构成，后经「中国国家网格」(CNGrid)等项目扩展^[3]。

这种格局的不足体现在资源分布与服务能力两方面。以华南地区为例，2008年的调研显示该区域高性能计算需求峰值超过1600万亿次，而当时广东省超算能力不足百万亿次，计算资源分散于各单位自建的机群与工作站，难以共享，大型科学计算与工程计算水平受限^[4]。

与此同时，「十一五」863计划把研制千万亿次高效能计算机并建设网格服务环境列为信息技术领域的重大项目目标，要求机器、环境、应用三者均衡发展，这为以超算中心为载体的实体化建设提供了任务牵引^[5]。

内容

体系的形成以2009年为起点。科技部于2009年5月批准成立国家超级计算天津中心，该中心由天津市滨海新区与中国人民解放军国防科学技术大学共同建设，业务主机为「天河一号」；同年深圳中心获批并在11月启动建设，规划用地2.5万平方米、总投资8亿元^[6]。此后济南、长沙、广州、无锡等中心相继获批，2019年公开报道显示当时已建成6家国家级超算中心^[7]。

各中心的业务主机多为国产超级计算机。天河一号二期系统2010年8月在天津中心完成升级，峰值速度达每秒4700万亿次，采用CPU与GPU结合的异构融合体系结构^[8]。无锡中心部署的「神威·太湖之光」峰值运算性能超过每秒十亿亿次，为全自主研制的超级计算机系统；广州中心的「天河二号」、济南中心的「神威蓝光」、深圳中心的「曙光星云」等也分别在各中心完成部署与应用^[9]。

从区域布局看，中心既有集中在东部的天津、济南、无锡、昆山、深圳、广州，也有中部的长沙、郑州、太原，以及西部的成都、西安、重庆等地；部分省份拥有两座中心，如广东的深圳与广州、江苏的无锡与昆山。截至2024年，多篇公开资料将科技部批准建立的国家超算中心数量记为14所^[10]。中心的服务领域覆盖气象与气候变化、新药研发与生物信息、新材料、航空航天、工业仿真等^[3]。

随着单体中心增多，资源统筹成为新议题。2023年4月17日，科技部在天津启动部署国家超算互联网，同日发起成立国家超算互联网联合体，提出到2025年底形成技术先进、模式创新、服务优质、生态完善的总体布局^[11]。2024年4月11日，国家超算互联网平台在首届超算互联网峰会上正式上线，平台连接了10余个算力中心与200余家技术服务商，并建立覆盖百余行业、千余场景的源码库^[12]。

国家超算互联网的设想是将地理上分布的超算中心以高速网络互联，聚合各中心的软硬件资源，把算力、数据、软件、应用等整合为可共享与交易的统一资源，其运行方式常被类比为电力网对各类电源与用户的整合^[11]。2025年8月，国家超算互联网完成与七城算力中心的互联互通接入，所连接的骨干节点型算力中心突破30家，联合体成员数量突破200家^[13]。

影响与争议

体系的建成使国产超级计算机获得了稳定的应用出口。天河一号在2010年11月世界超级计算机TOP500排名中位列第一，是中国自主研制系统首次登顶该榜单^[8]；神威·太湖之光问世后各项性能指标持续位居世界前列，并实现稳定、可靠、安全运行^[11]。国家高性能计算环境方面，截至2018年底共有19家超算中心加入中国国家网格，聚合计算资源超过200000万亿次，总存储资源超过167PB^[3]。

在应用层面，天津中心的「天河一号」长期承担石油勘探、生物医药、动漫与影视特效渲染、高端装备制造、地理信息等平台的运算任务^[14]。济南中心的核心设施「山河」超级计算平台高性能计算能力达60PFlops，人工智能计算能力达1000Pops，存储容量245PB，并在2022年与2023年度国际超算大会的IO500榜单上连续位列第一^[11]。

体系运行中也有被公开讨论的困难。国家超算长沙中心主任李肯立在2024年受访时表示，算力尚不能像电力一样便捷输送，硬件标准与接口不统一，技术上仍存难点；同时他认为中国在半导体制造能力与工业软件方面与先进水平存在差距，需要通过加大硬件研发投入、配套软件优化和生态建设逐步缩小。此外，早期超算中心建设投入巨大，超出企业或地方财政的单独支撑能力，因而普遍采用中央与地方联合投资的模式^[3]。

参见

• 天河一号 —— 部署于国家超级计算天津中心的千万亿次超级计算机，2010 年 11 月位列世界超级计算机 TOP500 第一。

• 神威·太湖之光 —— 部署于国家超级计算无锡中心的全自主超级计算机系统。

• 中国国家网格 —— 863 计划支持建设的高性能计算环境，多个国家超算中心作为节点接入其中。

• 国家超算互联网 —— 2023 年启动、2024 年平台上线的算力互联与调度体系。

• 国防科技大学 —— 参与天河系列超级计算机研制，并与多个超算中心共建。

• 高性能计算 —— 本体系所依托的技术领域。