厦门鲲鹏超算中心的路径实施与价值分析

陈国炉

厦门鲲鹏超算中心的建设背景及意义

随着数字经济时代的到来， 算力逐渐替代传统生产力成为新型生产力， 把握着未来产业创新发展方向。超级计算机以其计算速度超快，存储容量超大的特点， 为众产业的发展提供了算力和存力的有力支持。 国家超算广州中心主任卢宇彤曾评论：“超级计算机是建设创新型国家的重大基础设施，是解决挑战性问题的重大支撑平台，是支撑产业创新发展的倍增器， 是服务于信息化建设的资源池[1]。 ”

中国一直将高性能计算的研制作为国家科学与技术发展规划的重要方向之一。 国务院在发布的《“十三五”国家科技创新规划》（国发〔2016〕43号）中就提出关于“发展先进计算技术，重点加强E 级（百亿亿次级）计算、云计算、量子计算、人本计算、异构计算、智能计算、机器学习等技术研发及应用[2]”的要求。 2018 年底，中央经济工作会议进一步提出“新型基础设施建设[3]”（以下简称新基建），并在2020 年初明确了“新基建[4]”的范围，包括人工智能、云计算大数据中心等领域。因重视超算的功能和战略意义， 我国各地纷纷建立超算中心，如广州超算中心、上海超算中心和武汉超算中心等。

作为东南地区经济发展中心和创新中心，厦门市建设本土超算中心是响应中央有关加快新基建部署、 支撑地方数字经济高质量发展的重要举措。 以超算平台为依托的高性能计算能力与大数据、人工智能应用，有利于加速城市大脑、数字政府等新型智慧政务建设步伐， 提升以大数据、AI为依托的现代化政府治理水平。

为做大厦门市千亿数字产业链、 加快新时期数字经济融合发展， 建设一个具备多元算力的本地超算中心成为必然。厦门鲲鹏超算中心（以下简称厦门超算中心）应运而生。它是全球首个以鲲鹏为生态的超算中心， 依托华为自主研发的产品和服务能力，采用以华为鲲鹏CPU 为核心的泰山服务器，同时引入国产操作系统、数据库系统等，为政府、 国有大中型企业等核心领域和厦门重点产业提供端到端的计算能力。 但与以数值计算为主要负载的传统模式不同的是， 厦门超算中心在提供海量存储、海量计算能力的同时，致力于以产业实际需求为导向， 直接服务于厦门本地政务、工程、数字化、医疗健康、教育及科研等领域，为厦门市区域数字化和产业数字化提供强大支撑。

厦门鲲鹏超算中心的基本情况

厦门超算中心是一个具备多元算力的本地化超算中心，坐落于海峡通信枢纽中心，主要采用厦门本地生产的鲲鹏架构高性能数据中心服务器，同时运用领先的云化高性能计算解决方案， 构建起鲲鹏架构超算平台， 可支持横向规模和纵向能力平滑扩展升级， 保障算力领先并支持服务能力的持续拓展，确保敏捷响应用户需求。

厦门超算中心基础平台提供对各计算、存储、网络及安全资源池的统一管理， 兼容业界主流的计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、安全虚拟化等技术，做到资源的统一管理，并可针对超算中心未来业务发展，提供多数据中心管理功能，实现不局限于一个数据中心资源的管控和按需分配，并能够对平台上各种资源进行计量， 实现抽象资源的量化。

厦门超算中心大数据平台包括源数据采集、大数据治理和分析平台、平台应用三大部分，通过数据采集-治理-应用的处理流程，实现从杂乱数据-信息知识-行动智能的价值转换，最终达到数据资产运营的目的。

厦门鲲鹏超算中心的创新之处

厦门超算中心是首个采用信息技术应用创新技术打造的新型超算中心， 基础平台从芯片到上层软件服务全栈采用国产化技术搭建， 主要有五大创新点。

1.满足多样化负载需求

一是提供高密度、多样化的算力，单台服务器可提供高达128 核CPU 算力， 具备鲲鹏ARM、X86、GPU 异构算力， 未来还可能包括昇腾、NPU等，满足多样化业务负载需求；二是融合了云计算技术，采用云化架构，支持横向（规模）和纵向（能力）平滑快速扩展升级，保障算力领先；三是超算服务多样化、高端化，如大数据、微服务、容器等，同时服务能力能够持续更新，保障技术领先。

2.满足多元化服务需求

项目通过采用市场主体投资建设运营， 政府购买服务并提供给企业、 高校、 科研机构的新模式，避免了传统超算建设中政府投资大、效率低、运营难等问题。 厦门将超算中心纳入厦门公共服务平台名录，利用基础的算力，提供多元化的公共服务，如政务、大数据、灾备、渲染等。 进一步加强政企合作，优势互补，既发挥了政府宏观调控能力与信用优势， 又发挥了神州数码数字化全链条的专业能力优势，确保服务高效、稳定、可靠。

3.满足多行业场景需求

主要工作负载从传统数值计算为主， 转向提供大数据、机器学习等新型超算服务支持，从传统的“重算力”转向“重服务”。 如提供即开即用的Hadoop、Spark、Hive、Kafka、Flvme、Flink 等全面能力，适用于多行业的日志分析、离线分析、科学计算、生物特征分析、流式处理等场景。 不仅提供海量算力和存力，还以满足政务、健康医疗、海洋气象、工程等产业实际需求，服务于交管、特色课堂等各类场景， 支持NAMD、BLAST、WRF、FVCOM、OpenFOAM 等丰富的行业软件，其中千余款已经过鲲鹏兼容性适配。

4.满足高标准安全需求

全面采用国产自主可控软硬件体系架构，从根本上确保平台安全可控。 在T3+高等级IDC 本地化部署，具备高标准的基础安全能力，并从根本上保证了厦门市数字资产安全。 平台具备等保三级水平安全能力， 并向用户提供软硬件结合的立体式安全服务，全方位确保业务和数据安全。 在完善的安全管理流程和机制基础上， 接受厦门市信息中心的统一监管。

5.满足多生态应用需求

建设中主要采用自主可控的鲲鹏架构全栈式解决方案，从芯片、服务器、云平台到大数据服务全面实现国产化，已带动硬件生态；神州数码集团已与厦门翼方健数信息科技有限公司、 慧影医疗科技（北京）有限公司等企业就“厦门超算+产业应用”、鲲泰软硬件合作、营销合作等形成意向乃至初步方案， 未来还将利用30000 家合作伙伴生态资源，持续丰富厦门的超算生态、鲲鹏生态、产业生态，为厦门超算中心持续赋能。 将超算中心这一新型基础设施打造成吸引招商企业走进来和助力本土企业走出去的重要支撑，形成“招商名片”，实现对人工智能、智慧城市、数字经济、医疗健康等产业生态的吸引、引导和扶持，与厦门市千亿数字经济产业链的发展紧密结合，支撑本地产业发展。

厦门鲲鹏超算中心的应用成效

超算中心是信息技术应用创新的最高端实践之一， 厦门超算中心更是我国自主可控的信息技术应用创新的有力成果与良好实践。 作为厦门市人民政府、华为公司、神州数码集团三方在鲲鹏产业的阶段性成果之一， 厦门超算中心的落地是政府与产业公司在数字经济领域合作的典型呈现，不仅为厦门本地提供了超算服务， 还将带动厦门市乃至福建省千亿级鲲鹏产业链发展， 为厦门数字经济产业发展和智慧城市建设提供强有力的技术支撑。厦门超算中心运行以来应用成效显著，已先后纳入《福建省新型基础设施建设三年行动计划（2020—2022 年）》(闽政办〔2020〕32 号)、《厦门市推进新型基础设施建设三年行动计划（2020—2022 年）》（厦府办〔2020〕85 号）和《厦门市“十四五”数字厦门专项规划》（厦府〔2021〕310 号）等计划和规划。

1.建设成果

厦门超算中心的建设围绕政务、医疗健康、教育、科研、产业等领域，为厦门全市、各区的政府、企业、高校、科研机构等提供了海量存储、海量计算、大数据服务、人工智能等服务支持，包括但不限于ARM、X86 等混合架构的高性能云主机，超大内存云主机，GPU 计算加速型云主机等， 以及云数据库、大数据集群服务、云搜索等领先服务，具备等保三级标准的安全能力和丰富多样的针对性增值安全服务。 厦门超算中心是后续鲲鹏应用迁移的基础底座，将为更多的大数据、人工智能等信息技术应用创新提供高标准平台。当政务、产业超算形成一定规模后， 厦门超算中心还将进一步通过数据汇聚、数据治理、数据挖掘，形成规模化的数字资产，产生更广泛的数据价值，以数字驱动助力厦门城市大脑、厦门产业数字图谱的构建。

2.应用成果

以政务领域为例。基于厦门鲲鹏超算中心，在厦门市工业和信息化局的统筹指导下， 服务商神州数码集团与厦门市公安局在2020 年9 月27 日共同揭牌成立“鲲鹏联合创新实验室”，由政府提供应用场景， 厦门超算中心提供资源支持和技术支持，联合软硬件厂商开展国产化生态联合创新，支撑了市公共安全管理平台、 治安防控智慧警务平台加速政务大数据国产化智能建设应用。

以产业领域为例。 作为具体鲲鹏产业落地的标杆项目， 厦门超算中心对国内一流硬件软件厂商、服务商具有天然的吸引作用与示范效益，已经成为政务、气象、医疗等多个行业鲲鹏应用迁移的基础底座。 截至2022 年10 月底，已累计为各产业机构提供测试和适配资源超过五千万核时， 承载了厦门市气象局气象预测、汇医慧影数字影像、集美大学科研高性能计算等系统， 成为厦门本地大数据、 人工智能等信息技术应用创新的高标准平台，带动89 家本地企业进行鲲鹏认证，包括厦门市美亚柏科信息股份有限公司、 厦门市巨龙信息科技有限公司等重点企业，覆盖了政务、医疗、安全、教育等众多行业。

3.社会效应

未来随着超算服务扩展升级和产业融合应用的深入， 更多顶尖的数字经济企业将被吸引汇聚厦门， 在政府引导下推动围绕鲲鹏生态展开超算应用合作开发、产学研合作探索，为厦门市做大做强鲲鹏产业生态奠定良好基础， 拉动整个厦门乃至整个福建鲲鹏产业生态圈的发展。

厦门鲲鹏超算中心的推广前景

超算正在从第三范式（传统的计算模拟与数字仿真）走向第四范式（基于大数据相关性分析的科学发现和研究）， 主要负载从传统数值计算为主， 转向以大数据、 机器学习等多元化的业务负载。 厦门超算中心，作为融合了云计算、大数据等前沿技术的新一代超算中心实践， 是目前厦门市信息化建设、新基建建设的重中之重，为厦门市进一步发展数字产业和产业数字化转型持续赋能，为区域数字经济发展做出突出贡献， 具有如下推广前景。

1.项目模式推广

该项目由政府购买超算服务并向政府、企业、高校、科研机构等提供服务，实质上是运用领先模式和手段， 在较低的超算服务总拥有成本（TCO）基础上，基于政府信用，实现了区域性、行业性规模化数字能力升级和数字经济体打造， 能够形成显著的区域性或行业性规模效益， 有助于新时代数字政府的治理能力与服务能力的提升。

2.区域推广

借助于云计算技术， 厦门超算中心未来还可以面向用户在各区、县、园区乃至企业进行边缘部署，与政府、企业、高校、科研机构的实际需求更紧密融合，最终形成区域超算专网、专线，在物理分散的同时确保一致、 安全、 可靠的高标准服务能力。

3.政务领域推广

随着我国行政管理体制深化改革步伐， 厦门超算中心将对促进资源优化配置、 加快数字政府建设等方面提供重要促进作用。在基于大数据、人工智能技术的安全、审计、城市治理等领域提供更全面、更智能、更高效的政务服务、民生服务。

4.产业领域推广

在政府主导下，面向工业、医疗健康、教育、科研等不同领域的企业、高校、科研机构等提供定制化的超算服务， 乃至探索围绕鲲鹏生态的超算应用合作开发、产学研合作等。

结语

以超算为代表的新一代信息基础设施建设是我国传统产业的转型升级和新兴经济业态发展的先决条件。厦门鲲鹏超算中心的建设，代表着以云计算、 大数据和人工智能为代表的新一代信息技术正在不断融入到厦门市的社会和经济发展中，并极大地促进产业发展。 厦门超算中心现已实现服务政府及本地企业、高校、科研机构等，降低超算服务总拥有成本（TCO），提升服务应用效能。政务超算助推加快城市大脑构建， 促进数字政府建设，提升政府治理能力。 产业超算辅助绘制数字化的行业知识图谱，助力传统产业转型升级。 未来，厦门超算中心将进一步完善， 成为高标准的信息基础设施，应用于提升营商环境，促进高端产业汇聚；打造国内领先的标杆项目，吸引国内一流软硬件厂商、 服务商到厦门共建千亿级别鲲鹏产业生态。 在政府主导、安全可控的条件下，逐步实现对政务、产业、教育、科研等跨系统、跨领域的数据汇集与挖掘，加快区域数字产业协同和数据共享，为厦门本地带来不可忽视的政企协同效益、 产研用协同效益等。