2019年中国超算行业市场现状与竞争格局分析,行业迎来飞速发展阶段「图」

一、超算行业概况

超级计算机是各国竞相角逐的科技制高点,也是国家综合科技实力的体现。超级计算机主要用途包括模拟核试验、处理卫星图片、解密码等,应用领域已经覆盖了互联网大数据、工程计算、工业仿真、气象海洋、生命科学、石油物探等。由于很多情况不能实测,只能模拟,超级计算机在飞行器设计等领域更是起到至关重要的作用。

超级计算机与通用服务器主要区别

超级计算机与通用服务器主要区别

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国家超级计算中心是由国家科技部批准成立。截至2019年,科技部批准建立的国家超级计算中心共有七家,分别是国家超级计算天津中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心、国家超级计算长沙中心、国家超级计算济南中心、国家超级计算无锡中心和国家超级计算郑州中心。

中国七大国家超级计算中心

中国七大国家超级计算中心

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二、中国超算行业发展现状分析

全球超级计算机500强榜单始于1993年,由国际组织“TOP500”编制,每半年发布一次。作为国之重器,中国超级计算机发展迅速。从数量来看,在2019年11月的第54届超算五百强中,中国上榜数量有227个,美国为118,日本29,法国18,德国16,荷兰15,爱尔兰14,英国11,其它国家的上榜超算数量皆不足10个。

2019年11月全球超算500强榜单国家分布

2019年11月全球超算500强榜单国家分布

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上榜超算数量快速增长是中国最大的优势,但在总运算能力上,美国超算的平均运算能力依旧强于中国。从总算力占比上看,美国超算占比为37.1%,中国超算占比为32.3%;而在六个月前2019年6月的榜单上,美国超算占比为38.4%,中国超算占比为29.9%,性能差距有所缩小。

2019年中国与美国超算性能对比

2019年中国与美国超算性能对比

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相关报告:华经产业研究院发布的2020-2025年中国计算机市场运行态势及行业发展前景预测报告

三、中国超算行业竞争格局分析

在2019年6月TOP500颁布后,美国紧接着于6月21日将5家中国实体列入了出口管制实体清单,涉及到中科曙光、海光、海光旗下两家公司(成都海光集成电路、成都海光微电子)及江南计算技术研究所。此次被列入实体清单的中国企业,主要业务都与超级计算机有关。

进入美国实体清单的相关超算企业

进入美国实体清单的相关超算企业

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从2018年中国超算TOP100榜单来看,联想和曙光分别占40台,并列第一,之后分别是浪潮12台、国防科大4台、华为2台、国家并行机工程中心2台,已经完成全面的国产化。

2018年中国TOP100榜单入榜厂商分布

2018年中国TOP100榜单入榜厂商分布

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四、中国超算行业发展趋势分析

目前,各国普遍预计到2020—2021年,E级超级计算机将登上历史舞台,因此E级超级计算机是当前世界各国竞相角逐的战略制高点。从P级计算到E级计算不简单地是一个性能指标上的提升,E级计算在能耗、性能、可扩展性、可靠性、生态环境、应用编程、应用效率与适应性、多领域应用融合等诸多方面面临着前所未有的挑战。中国的“神威”“天河”和“曙光”已经研制成功了3台E级原型机,验证了部分E级超算的核心技术路线,达到了世界超算技术前列。

在中国科学院领导的大力支持下,曙光公司已经研制成功与现有主流技术标准和生态环境完全兼容的、性能全球领先的超级计算机,尤其采用了全新的相变液冷技术,基本达到现有硅基芯片制冷的极限散热能力。在中国科学院相关单位的支持下,初步建立了完整的生态环境,有希望探索出一条新的超算产业发展路径。

在后E级时代,半导体工艺已逐步逼近其物理极限,传统冯·诺依曼架构的瓶颈日益凸显。超导计算机、量子计算机、类脑计算机、生物计算机、光计算机等新型计算机系统已经开始研发。不过在短期内,基于硅基半导体工艺的传统超级计算技术仍然是主流,但长期来看,这些新技术具有很好的发展前景。

超级计算机的传统应用领域是科学研究,如气象预测、石油勘探、CAE仿真、新材料研究、新药发现、基因测序等。但时至今日,超算应用领域早已扩展至互联网、物联网、人工智能等领域,超级计算技术也渗透到了人们日常生活的方方面面。目前,超级计算机支撑着人们几乎所有的大型信息基础设施;未来,其也将成为城市的智慧大脑,汇聚海量数据,优化城市管理和服务,改善市民生活质量,为人们创造更加美好的生活。

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