青云科技（qingcloud.com） AI 算力發(fā)布會上，國家超級計算濟南中心（下文簡稱：濟南超算）總工程師王繼彬博士圍繞算力平臺建設(shè)與運營主題做了精彩分享。
以下為演講全文，經(jīng)整理：
濟南超算
發(fā)展概況&建立歷程
濟南超算由國家科技部批準(zhǔn)成立，創(chuàng)建于 2011 年 10 月，同時落地國內(nèi)第一臺采用完全自主處理器的超級計算機。
其發(fā)展歷程主要包括五個階段：
2011 年：濟南超算成立并落地“神威·藍光”超級計算機。
2018 年：研制“神威 E 級原型機”讓整體算力實現(xiàn) 3 倍提升。
2019 年：在省市支持下成立了首個以超算為主題的科技園區(qū)，主要布局超算應(yīng)用生態(tài)做相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級。
2021 年：上線山河超級計算機，主要圍繞通用超算的應(yīng)用場景構(gòu)建。
2022 年：發(fā)布新一代“神威·藍光 Ⅱ”超級計算機，實現(xiàn)核心部件完全國產(chǎn)化，整體算力達到 14PFlops。
在組織架構(gòu)上，濟南超算有學(xué)術(shù)委員會和主任委員會，同時下設(shè)三個部門：業(yè)務(wù)支撐部門、科研團隊，另落地兩個相關(guān)科研平臺。
圍繞成果轉(zhuǎn)化濟南超算孵化了一系列相關(guān)企業(yè)，譬如與青云科技聯(lián)合成立了泉云智慧公司，主打算力服務(wù)及其相關(guān)產(chǎn)品。在科創(chuàng)平臺建設(shè)上基于實驗室、技術(shù)中心、創(chuàng)新平臺擁有豐富的資源支撐，主要圍繞云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、高性能計算四個方向展開。同時濟南超算多次獲得省級科技進步獎，斬獲 Top500、國內(nèi) HPC Top100、國際人工智能算力 AIPerf500 等多項榮譽。
算力資源建設(shè)
融合發(fā)展&科學(xué)運營
濟南超算資源平臺建設(shè)規(guī)劃主要圍繞五個平臺：高性能計算、人工智能計算、云計算、工業(yè)仿真計算、數(shù)據(jù)存儲與災(zāi)備平臺。
以多計算集群融合發(fā)展的思路，濟南超算目前人工智能計算集群達 1000 PFlops，超 2500 個節(jié)點，其中人工智能和云計算集群都按照混合異構(gòu)方式構(gòu)建。具體來看，超級計算集群不僅在 2022 年落地了“神威·藍光Ⅱ”超級計算機，整體算力約 14PFlops，這是采用新一代國產(chǎn)自主處理器構(gòu)建千萬億次的國產(chǎn)超級計算機。還落地了面向通用應(yīng)用場景的山河超級計算集群，整體集群算力達到 60PFlops，存儲容量達到 17PFlops，數(shù)據(jù)傳輸帶寬達到 1TB。
山河超級計算集群
計算資源:山河超級計算集群高性能計算資源超 50 萬物理核心，為適應(yīng)特殊行業(yè)領(lǐng)域計算規(guī)劃建設(shè)了大內(nèi)存節(jié)點，單節(jié)點內(nèi)存可達 1.5TB，云計算集群實現(xiàn)從 IaaS、PaaS 到 SaaS 全方位覆蓋，提供超 60 種云服務(wù)。
云服務(wù)：山河超級計算集群與青云聯(lián)合打造，主要圍繞超算使用場景和人工智能場景進行規(guī)劃，整個人工智能集群超過 850PFlops。
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源：山河超級計算集群與青云合作打造基于 SD-WAN 網(wǎng)絡(luò)接入的方式，對外互聯(lián)網(wǎng)出口網(wǎng)絡(luò)帶寬超 15Gbps，同時在構(gòu)建山東省 16 地市網(wǎng)絡(luò)算力方面做了大量工作。
存儲資源：目前總存儲資源超 245PB，其中 17PB 是用于山河超級計算機配套使用的全閃并行文件存儲，支持傳統(tǒng)文件存儲、對象存儲和云計算里的塊存儲以及大數(shù)據(jù)存儲。
高性能計算節(jié)點：山河超級計算主要圍繞科學(xué)計算集群、工程計算集群和數(shù)據(jù)計算集群三個集群打造，加上“神威·藍光Ⅱ”超級計算機共有四個集群。
通過與青云合作建設(shè) AI 計算節(jié)點，濟南超算針對已有四款集群做了融合和調(diào)度，與青云基于數(shù)據(jù)中心的物聯(lián)網(wǎng)平臺聯(lián)合打造了邊緣推理。目前，山河超級計算的云計算節(jié)點超 2500 個，整體提供的業(yè)務(wù)規(guī)模超 4 萬臺，得益于青云提供的相關(guān)支持還配套了超 5000 臺云桌面。同時山河超級計算平臺連續(xù)兩年參加 IO 500 榜單相關(guān)的測試打榜工作，并取得全球第一的成績，印證了其硬件配置高，配套軟件彈性伸縮、調(diào)度能力優(yōu)秀。
濟南超算科技園區(qū)
2019 年在省市的支持下，濟南超算建設(shè)了國家超級計算濟南中心科技園區(qū)，地處齊魯科創(chuàng)大走廊和山東自由貿(mào)易區(qū)交叉區(qū)域，可以非常便捷地服務(wù)周邊企業(yè)及科研院所，滿足其算力資源需求。濟南超算數(shù)據(jù)中心建筑面積達 4 萬平米，共建設(shè)了 21 個機房（包含 5 個 A 類機房、16 個 B 類機房），規(guī)劃了 2700 個機柜數(shù)。針對 AI 算力對單機柜功率的高要求，濟南超算機柜過半比例為高功率，主要分為 20 千瓦、35 千瓦和 50 千瓦三檔（傳統(tǒng) IDC 一般為 7 千瓦、3.5 千瓦和 5 千瓦），因此濟南超算數(shù)據(jù)中心在承載 AI 算力、高性能算力上具有非常大的優(yōu)勢。
同時濟南超算科技園區(qū)建設(shè)了大量公共空間和相關(guān)辦公環(huán)境，超 12 個培訓(xùn)教室、大中型報告廳、休閑區(qū)域，非常適合做聯(lián)合科研創(chuàng)新、研發(fā)工作的企業(yè)。
算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
多方攜手&逐步構(gòu)建
算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展歷程
濟南超算在算力網(wǎng)絡(luò)方面起步較早，整體圍繞六個方向規(guī)劃：算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施方面、算網(wǎng)操作系統(tǒng)方面（與青云聯(lián)合研發(fā)工作）、算網(wǎng)應(yīng)用方面（青云參與輔助支撐）、算力安全、算力網(wǎng)絡(luò)安全、算網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
整個濟南超算的算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)內(nèi)部命名為“山東超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)”，發(fā)展歷程大致如下：
2017 年：在全國超算中心 CEO 聯(lián)席會議上提出，想構(gòu)建一個全國性的超算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
2018 年：開始實施規(guī)劃并與青島海洋科學(xué)實驗室合作項目。
2019 年：立項重點支持超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
2021 年：項目驗收并圍繞超算互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)做相關(guān)研發(fā)工作。
2022 年：第二期超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)立項，同時山東省基于整個超算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)專門給濟南超算立項，支持山東超算互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)專項。
總體來說，濟南超算在整個算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上積累了豐富經(jīng)驗與成果。
山東超算互聯(lián)網(wǎng)從 2019 年規(guī)劃，分三期建設(shè)：第一期：與青島海洋實驗室合作驗證性網(wǎng)絡(luò)建立了"同城兩地三中心"架構(gòu)，實現(xiàn)濟南超算濟南市運營的兩個數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，并與青島海洋實驗室遠距互聯(lián)，在此之上構(gòu)筑算力應(yīng)用并做驗證。第二期：構(gòu)建山東 16 地市的“山東算網(wǎng)”2022 — 2023 年底計劃在科研、教育、工業(yè)、民生等領(lǐng)域的算力應(yīng)用開展落地、實施和驗證工作。第三期：構(gòu)筑 5ms 算力圈到 2025 年主要基于濟南超算目前 16 地市的建設(shè)經(jīng)驗打造面向黃河流域算力平臺構(gòu)筑 5ms 算力圈。
算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀
基于整個山東超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)歷程，濟南超算針對原有算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系，根據(jù)自身理解做了定義，認為整個算力節(jié)點分為三種：一、傳統(tǒng)算力節(jié)點：主要提供算力服務(wù)。二、存力節(jié)點：主要提供多元存儲服務(wù)。三、網(wǎng)絡(luò)結(jié)點：主要提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)加速、網(wǎng)絡(luò)接入、VPN、高速直連通道、邊緣應(yīng)用加速。
另外針濟南超算對整個算力節(jié)點做了“算網(wǎng)定義”，即在算力網(wǎng)絡(luò)上存在四張網(wǎng)：生產(chǎn)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、配給網(wǎng)、終端網(wǎng)，并按照三類節(jié)點構(gòu)建（核心、骨干和邊緣）來承載這四張網(wǎng)，其中核心節(jié)點是濟南、青島和棗莊，骨干上覆蓋了剩下的 13 個地市以及涉及地市的邊緣節(jié)點，整體組網(wǎng)拓撲采用了“星型”組網(wǎng)的建設(shè)方式。目前核心節(jié)點濟南和青島已經(jīng)建設(shè)完成，采用 100Gbps 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，剩下 14 個地市大多按照骨干節(jié)點、10Gbps 全光互聯(lián)的方式建設(shè)，還有一些邊緣節(jié)點有 1Gbps 和幾百兆的帶寬。具體實施上，濟南超算采用全光的 OTN 的方式構(gòu)建，可靈活調(diào)整帶寬，實現(xiàn)極低延遲。
算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)未來構(gòu)想
由于建設(shè)項目的要求，目前實施仍按照“星型”模式，預(yù)計 2023 年底能調(diào)成環(huán)網(wǎng)，因為網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)相對更靈活，延遲更低。同時在建設(shè)時為濟南和棗莊預(yù)留了算力網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)，方便未來濟南往北對接京津冀算力圈，棗莊對接長三角的算力集群。
未來濟南超算也將繼續(xù)積極參與各類算網(wǎng)項目，目前已作為成員單位參與科技部牽頭的中國超算互聯(lián)網(wǎng)，并在“東數(shù)西算”網(wǎng)絡(luò)方面成立了黃河流域算力聯(lián)盟，未來還將逐步構(gòu)建連接黃河流域的國家級“東數(shù)西算”樞紐。
全算力服務(wù)
支持諸多科研&商業(yè)場景
濟南超算作為公共服務(wù)平臺，圍繞山東省產(chǎn)業(yè)和山東規(guī)劃建設(shè)的大科學(xué)計劃、大科學(xué)工程展開算力服務(wù)。
傳統(tǒng)超算涉及的新能源、仿真、石油、高端農(nóng)機裝備、新材料、海洋、藥物、化工、天文觀測、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域生態(tài)建設(shè)已較成熟，濟南超算自 2011 年開始圍繞國產(chǎn)超算平臺構(gòu)建自主可控的超算應(yīng)用生態(tài)，2022 年上線自主可控的超算軟件生態(tài)平臺，主要為電池、材料、海洋、醫(yī)療、核能、環(huán)保、生態(tài)保護、石油勘探等行業(yè)提供基礎(chǔ)庫與軟件平臺。
生態(tài)環(huán)境方面
濟南超算運營國家生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)超算云中心開展很多國家生態(tài)環(huán)保、特別是空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)報工作，支撐了部分國家重大活動，譬如服務(wù)山東本地空氣質(zhì)量業(yè)務(wù)平臺。超算云中心得益于青云科技提供的許多支撐，自 2021 年底上線運行至今都相當(dāng)穩(wěn)定。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面
濟南超算在高鐵氣動仿真平臺上做得相對較早，也是自身比較擅長的領(lǐng)域。目前圍繞超算互聯(lián)網(wǎng)山東算網(wǎng)工程與省內(nèi)工業(yè)企業(yè)合作，今年在鋼鐵行業(yè)做了相關(guān)計算工作。圍繞“黃河戰(zhàn)略”的場景涉及大量數(shù)據(jù)和模型相關(guān)的融合場景，智慧黃河模擬器內(nèi)部還在研發(fā)，作為底層基礎(chǔ)設(shè)施平臺青云調(diào)度能力在整個數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)方面發(fā)揮了作用。
智慧政務(wù)業(yè)務(wù)方面
濟南超算為山東數(shù)字政府提供云計算服務(wù)，資源調(diào)度方面與青云科技合作，針對目前政務(wù)云的云計算資源池，與高性能計算、人工智能計算的集群之間實現(xiàn)了算力資源的彈性擴展。在山東省生態(tài)環(huán)保業(yè)務(wù)平臺時，其需要高性能計算算力，但政務(wù)云的傳統(tǒng)云計算平臺里很少規(guī)劃高性能計算，得益于濟南超算有獨立的高性能計算池因此實現(xiàn)了政務(wù)云資源池和山河高性能計算資源池之間的彈性資源擴展，可以支持山東環(huán)保業(yè)務(wù)平臺需要高性能計算業(yè)務(wù)時自動彈到高性能計算池，相反如果沒有需求時可自動收縮。
智慧醫(yī)療方面
濟南超算按照“云、邊、端”形式，與國家醫(yī)療大數(shù)據(jù)北方中心、省千佛山醫(yī)院等單位合作，研發(fā)了在線遠程標(biāo)注、推理等相關(guān)場景。
對地觀測方面
濟南超算與空天院深度合作，建設(shè)濟南到北京的遙感專線，用于匯聚遙感數(shù)據(jù)。同時計算集群支撐針對遙感數(shù)據(jù)的分析處理，與青云合作數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)平臺用于數(shù)據(jù)無縫流轉(zhuǎn)，特別是處理后的數(shù)據(jù)。
智慧教育方面
基于青云的底層平臺，濟南超算做了像教學(xué)實訓(xùn)類業(yè)務(wù)，并從已經(jīng)服務(wù)的 7、8 所大學(xué)向全國推廣，可以提供虛擬機、容器集中服務(wù)，基于青云提供的底座有效支撐了整個業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，在疫情期間在線教學(xué)上發(fā)揮了很大作用。
人工智能平臺建設(shè)方面
濟南超算依托青云以及其他合作伙伴共同推進自然語言巨量模型訓(xùn)練的相關(guān)工作，去年在國家高考語文閱讀理解、作文上可以看到平臺訓(xùn)練出來的模型整體效果優(yōu)秀，青云科技平臺就其中涉及的存儲數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、AI 算力調(diào)度提供了強有力的支撐保障。
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