中国高性能计算十三五发展规划与进展-Nvidia
英伟达 稀疏算力与稠密算力
英伟达稀疏算力与稠密算力英伟达（NVIDIA）是一家全球知名的图形处理器制造商，其产品广泛应用于计算机视觉、机器学习、自动驾驶等领域。
近年来，英伟达在稀疏算力与稠密算力方面取得了显著的成果，为各类应用场景提供了强大的计算支持。
稀疏算力和稠密算力是两种不同的计算需求。
稀疏算力主要针对稀疏矩阵的计算，而稠密算力则针对密集矩阵的计算。
在实际应用中，这两种算力有着各自的优势和不足。
英伟达通过其高性能显卡和专业的计算平台，为用户提供灵活、高效的算力解决方案。
在稀疏算力领域，英伟达通过与各类科研机构和企业的合作，推动了一系列创新成果的应用。
例如，在深度学习领域，英伟达的GPU加速了训练和推理过程，使得稀疏神经网络的训练和部署变得更加高效。
此外，在图形处理、信号处理、电磁仿真等领域，英伟达的显卡也发挥了重要作用。
在稠密算力领域，英伟达凭借其强大的计算能力，为高性能计算、大数据分析、自动驾驶等领域提供了有力支持。
例如，在自动驾驶领域，英伟达的Drive PX平台可以实时处理来自车载传感器的海量数据，为车辆提供精确的驾驶决策。
此外，在科学计算、工程仿真等领域，英伟达的显卡也大大提高了计算效率。
在我国，随着“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的实施，高性能计算、人工智能等领域得到了国家的大力支持。
国内企业在算力技术研发方面取得了显著成果，但与国外先进水平相比，仍存在一定差距。
因此，加大投入、加快创新，推动我国稀疏算力和稠密算力技术的发展，具有重要意义。
展望未来，随着技术的进步和应用场景的不断拓展，稀疏算力和稠密算力在人工智能、物联网、量子计算等领域将面临新的挑战。
如何在保持现有优势的基础上，进一步提高算力性能、降低能耗、提高算法的可扩展性，将是英伟达和其他企业需要共同关注和解决的问题。
总之，英伟达在稀疏算力与稠密算力领域取得了丰硕的成果，为各类应用场景提供了强大的计算支持。
我国企业在跟进国际先进水平的同时，还需不断创新，以实现在这一领域的突破和发展。
国务院发布“十三五”国家战略性新兴产业发展规划发展3D打印
２ ． 打造 增材 制造 产业链 。突破 钛合 金 、高 强合 金钢 、高温 合金 、耐高 温高 强度工 程塑 料
中国 包装２ ０ １ ７ ． ３ ｌ ５
业新体 系，推动经济社会持 续健康 发展 。未来５ 加快发展增材制造服务业。
到１ ０ 年 ，是全 球新 一轮科 技革命 和产业 变革 从
３ ． 开 发智 能材料 、仿 生材料 、超材 料 、低
蓄势待发 到群体 进 发 的关键 时期 。信 息革命 进 成 本 增 材 制 造 材 料 和 新 型超 导材 料 ，加 大 空 程 持续快 速演进 ，物 联 网、云计 算 、大 数据 、
其 中涉及 到 多项３ Ｄ 打印 （ 增材 制造 ）， 内 和产业化 。 容如下 ：
５ ． 建 设增材 制造等 领域 设计 大数据 平 台与
１ ． 增 材制造 （ ３ Ｄ 打 印 ）、机 器人与 智 能制 知识 库 ，促 进数据 共享 和供 需对 接 。通 过发 展 造 、超 材料 与纳米 材料 等领域 技术 不断 取得重 创业投 资 、政 府购 买服 务 、众筹试 点等 多种模 大突破 ，推 动传 统工业 体系 分化变 革 ，将重 塑 式促进创新设计成 果转化 。
新 闻
国务院发 布 “ 十三五 ＂ 国家 战略性 新 兴产业 发展规 划 发 展３ 布 了 《国 务 院 关 于 印 发 等 增 材 制 造 专 用 材 料 。搭 建 增 材 制 造 工 艺 技 术
“ 十三 五 ”国家 战略性 新兴产 业发 展规划 的通 研 发平 台 ，提 升工 艺技术 水平 。研制 推广 使用 知 》，根据 “ 十三 五 ”规划纲 要有 关部署 ，特 激 光 、 电子束 、离子 束及 其他 能源 驱动 的主流 编制本规划 ，规划期为２ ０ １ ６ ～２ ０ ２ ０ 年。 增 材制造 工 艺装备 。加快 研制 高功 率光纤 激光
计算机应用技术专业十三五专业建设规划
计算机应用技术专业“十三五”专业建设规划根据2014年04月17日国家发展和改革委员会召开的全国“十三五”规划编制工作电视电话会议的指示精神，按照强化全球视野和战略思维的总体要求，在我校升本工作逐步落实的积极背景下，积极推进专业发展与教学改革。
坚持以学生为本，以就业为导向的治学方针，为了使“十三五”期间计算机应用技术专业的发展更加适应时代要求和保持专业竞争力，使毕业生更加符合专业人才岗位要求，现对计算机系计算机应用技术专业拟定如下的专业建设规划。
一、专业建设现状（一）专业建设的背景信息技术产业是我国面向二十一世纪生存发展的战略性产业，它是促进经济社会协调发展、加快实现现代化的必然选择。
电子信息产业是一项新兴的高科技产业，近十年来，始终保持着快速增长态势，成为我国经济建设的增长点，根据工业与信息化部分析，我国电子信息产业将进入发展的关键时期，预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展，前景十分广阔。
未来的发展重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业；新兴通信业务（如数据通信、多媒体、互联网、物联网、电话信息服务）等业务也将迅速扩展；值得关注的还有文化科技产业（如网络游戏、动漫设计）等。
目前，信息技术支持人才需求中网络管理与信息安全、设备维护与顾客服务、软件开发与硬件维修以及系统配置、监控系统等人才最为短缺。
同时，人力资源和社会保障部也通过对全国40个城市的1.8万户企业和个体工商户进行的劳动力需求调查，发布了“企业岗位、专业人才需要排行榜”，榜单显示，目前企业急需的前10类专业人才依次是营销、机电、计算机、工商管理、经济、会计、机械自动化、法律、国际经贸、电子通讯。
另外，据调查分析，计算机IT类专业人才市场需求名列第二位。
由此可见，不仅信息产业需要大量的IT人才，其他各行各业对IT人才的需求也在不断增加，尤其是软件开发、网络技术、信息安全与管理、网站设计、电子商务、平面设计以及动漫设计等类的需求将有强劲的上升趋势。
我国高性能计算的回顾与展望
我国高性能计算的回顾与展望作者：钱德沛来源：《民主与科学》2017年第04期回顾过去20年中国高性能计算的发展，可谓举步维艰，成绩卓然。
简单算一笔账，国际上通常的发展速度是10年性能提高1000倍，20年差不多100万倍，但我们提高了5000多万倍，我们在20年走完了别人30年甚至40年走的路。
一、高性能计算发展的回顾高性能计算是战略性、前沿性的高技术，是发达国家争夺的战略制高点。
高性能计算是解决国家经济建设、社会发展、科学进步、国家安全方面一系列重大挑战性问题的重要手段，是国家创新体系的重要组成部分。
高性能计算产生的原始创新和高端技术会影响下游产业的发展，因此美国、日本、欧盟在这方面均有大量的投入，包括资金和人力，以确保他们的技术始终保持着领先地位。
我国的高性能计算发展得益于“863计划”的实施，受国际及国内科研和工业发展需求的变化，期间经历了几次研究重点的转变。
1987年启动之初，研究重点是智能计算机系统，当时受到日本五代机的影响，而且80年代人工智能处于高潮时期，当时的重点是研究Lisp机、Prolog机，目标是实现高效规约、推理，从而支持人工智能应用。
1990年，根据国内科研与工业的现实需求，重点转向研制并行计算机，像SMP、MPP等，期间成立国家智能机中心，并于1993年成立曙光公司。
1998年，受美国网格计划的影响，研究重点从研制单台高性能计算机转向高性能计算机与网络计算环境并重，目的是建立互联网上普遍共享的计算能力，形成国家计算基础设施。
2006年，又提出高性能向高效能的转变，这导致计算机研制技术路线的变化，从单纯强调峰值性能变为强调除性能指标之外的可编程性、可移植性和系统的可靠性。
在强调依托自主技术实现E级计算机的今天，我们又处在一个转折的节点，面临研究重点新的转变，即强调如何建立基于自主技术的高性能计算生态环境。
过去的15年里，“863计劃”连续支持了三个重大的项目，即2002—2005年的重大专项“高性能计算机及核心软件”，2006—2011年的重大项目“高效能计算机及网格服务环境”，2011—2016年的重大项目“高效能计算机及应用服务环境”。
高性能计算的发展与应用
高性能计算的发展与应用随着信息和科技的迅猛发展，人们对于计算速度的要求越来越高，传统的计算方法已经无法满足人们的需求。
这时，高性能计算应运而生，解决了传统计算方法的瓶颈问题。
本文将详细介绍高性能计算的发展史以及其应用领域，希望能够为读者提供一个更深入的了解。
高性能计算 (HPC) 的发展史高性能计算，指的是使用超级计算机、并行计算机等高效率计算设备进行的计算。
它具有处理海量数据、高速计算、高效模拟等特点，可以为科学、工程和商业领域提供极高的计算速度。
以下是高性能计算的发展史：20 世纪 60 年代末：超级计算机开始出现。
20 世纪 60 年代晚期出现了一些用于天气预报和核武器研究的超级计算机。
20 世纪 70 年代：并行计算机开始出现。
在20世纪70年代后期，研究人员意识到了并行计算机的重要性，并开始研究如何设计和制造这些机器。
20 世纪80 年代：超级计算机开始普及。
20世纪80年代后期，超级计算机的性能得到了飞跃性的提高，从而开始在工程、科学和商业领域得到广泛应用。
20 世纪 90 年代：虚拟化技术和云计算开始出现。
20世纪90年代，随着虚拟化技术的涌现，计算能力大大提高，计算机的利用效率也得到了动态调整。
此外，随着云计算的出现，高性能计算也得到了进一步改善。
21 世纪：高性能计算进一步拓展。
在21世纪，高性能计算得到了广泛关注和应用，特别是在各行各业中广泛应用。
高性能计算的应用领域高性能计算的应用领域非常广泛。
以下是高性能计算的主要应用领域：天气预报：高性能计算在天气预报中起着至关重要的作用。
通过高性能计算，可以更准确地预测气流、温度等气象因素，从而提高气象预测的准确性。
大数据分析：在信息时代，数据量的爆发式增长让传统的计算方法无法胜任。
通过使用高性能计算机，可以更快速、精确地分析和处理大量数据，得到更准确的业务数据。
物理仿真：高性能计算可以在虚拟环境中进行物理仿真，使物理模型得到更好的表现，为产品优化和工程设计提供支持。
2023年我国及部分省市超级计算行业相关政策 强化算力统筹智能调度
2.超级计算行业政策近年来，国家出台了一系列政策，支持超级计算行业的发展。例如，《“十三五”国家科技创新规划》提出了加强超级计算基础设施建设，提升我国超级计算能力的目标；《关于促进和规范互联网租赁自行车发展的指导意见》也提出要推动超级计算在共享经济领域的应用。
此外，一些省市也出台了相应的政策，支持超级计算行业的发展。例如，上海市出台了《上海市促进新型基础设施建设发展行动方案（2022-2023年）》，提出要加快超级计算中心的建设，推动超级计算在人工智能、大数据等领域的应用。
我国
我国超级计算行业政策的主要目标是推动超级计算技术的创新和应用，促进超级计算产业的发展和升级，提高我国超级计算行业的国际竞争力。政策实施的主要措施包括
关键词
并广泛应用于科技、经济、社会等各个领域
已在我国实现初步的规模化和产业化
我国超级计算行业政策的实施背景
超级计算系统
国际合作
产业升级
技术创新
超级计算中心
"超级计算行业政策实施中存在的问题已成为制约其发展的关键因素之一。"
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我国超级计算行业政策
1. 超级计算的定义和分类超级计算是一种高速度、大规模、高精度的计算模式，能够处理复杂的问题和大规模数据集。根据不同的应用场景，超级计算可以分为科学计算、工程计算、人工智能、生物信息学等多个领域。
大数据产业十三五发展规划
大数据产业十三五发展规划（2016-2020年）2018年8月前言 (3)一、我国发展大数据产业的基础 (4)二、“十三五”时期面临的形势 (6)三、指导思想和发展目标 (8)（一）指导思想 (8)（二）发展原则 (8)（三）发展目标 (9)四、重点任务和重大工程 (11)（一）强化大数据技术产品研发 (11)（二）深化工业大数据创新应用 (13)（三）促进行业大数据应用发展 (15)（四）加快大数据产业主体培育 (17)（五）完善大数据产业支撑体系 (20)（六）提升大数据安全保障能力 (22)五、保障措施 (24)（一）推进体制机制创新 (24)（二）健全相关政策法规制度 (24)（三）加大政策扶持力度 (25)（四）建设多层次人才队伍 (25)（五）推动国际化发展 (26)今日，工信部官网正式发布大数据产业”十三五“发展规划，随着产业纲领性文件的发布，将积极推动大数据产业健康快速发展。
数据是国家基础性战略资源，是21世纪的“钻石矿”。
党中央、国务院高度重视大数据在经济社会发展中的作用，党的十八届五中全会提出“实施国家大数据战略”，国务院印发《促进大数据发展行动纲要》，全面推进大数据发展，加快建设数据强国。
“十三五”时期是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是新旧动能接续转换的关键时期，全球新一代信息产业处于加速变革期，大数据技术和应用处于创新突破期，国内市场需求处于爆发期，我国大数据产业面临重要的发展机遇。
抢抓机遇，推动大数据产业发展，对提升政府治理能力、优化民生公共服务、促进经济转型和创新发展有重大意义。
为推动我国大数据产业持续健康发展，深入贯彻十八届五中全会精神，实施国家大数据战略，落实国务院《促进大数据发展行动纲要》，按照《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》的总体部署，编制本规划。
一、我国发展大数据产业的基础大数据产业指以数据生产、采集、存储、加工、分析、服务为主的相关经济活动，包括数据资源建设、大数据软硬件产品的开发、销售和租赁活动，以及相关信息技术服务。
2023年高性能计算行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
高性能计算行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录申明 (5)一、2023-2028年高性能计算企业市场突破具体策略 (5)(一)、密切关注竞争对手的策略，提高高性能计算产品在行业内的竞争力 (5)(二)、使用高性能计算行业市场渗透策略，不断开发新客户 (6)(三)、实施高性能计算行业市场发展战略，不断开拓各类市场创新源 (6)(四)、不断提高产品质量，建立覆盖完善的服务体系 (6)(五)、实施线上线下融合，深化高性能计算行业国内外市场拓展 (7)(六)、在市场开发中结合渗透和其他策略 (7)二、高性能计算行业（2023-2028）发展趋势预测 (8)(一)、高性能计算行业当下面临的机会和挑战 (8)(二)、高性能计算行业经营理念快速转变的意义 (9)(三)、整合高性能计算行业的技术服务 (9)(四)、迅速转变高性能计算企业的增长动力 (10)三、高性能计算产业未来发展前景 (10)(一)、我国高性能计算行业市场规模前景预测 (11)(二)、高性能计算进入大规模推广应用阶 (11)(三)、中国高性能计算行业的市场增长点 (11)(四)、细分高性能计算产品将具有最大优势 (12)(五)、高性能计算行业与互联网等行业融合发展机遇 (12)(六)、高性能计算人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (13)(七)、高性能计算行业发展需要突破创新瓶颈 (14)四、高性能计算行业发展状况及市场分析 (15)(一)、中国高性能计算市场行业驱动因素分析 (15)(二)、高性能计算行业结构分析 (15)(三)、高性能计算行业各因素（PEST）分析 (16)1、政策因素 (16)2、经济因素 (17)3、社会因素 (18)4、技术因素 (18)(四)、高性能计算行业市场规模分析 (18)(五)、高性能计算行业特征分析 (19)(六)、高性能计算行业相关政策体系不健全 (19)五、2023-2028年高性能计算行业企业市场突围战略分析 (20)(一)、在高性能计算行业树立“战略突破”理念 (20)(二)、确定高性能计算行业市场定位、产品定位和品牌定位 (21)1、市场定位 (21)2、产品定位 (21)3、品牌定位 (23)(三)、创新寻求突破 (24)1、基于消费升级的科技创新模式 (24)2、创新推动高性能计算行业更高质量发展 (24)3、尝试业态创新和品牌创新 (25)4、自主创新+品牌 (26)(四)、制定宣传计划 (27)1、策略一：学会做新闻、事件营销——低成本的传播工具 (27)2、策略二：学会以优秀的品牌视觉设计突出品牌特色 (28)3、策略三：学会使用网络营销 (28)六、高性能计算产业发展前景 (29)(一)、中国高性能计算行业市场规模前景预估 (29)(二)、高性能计算进入大面积推广应用阶段 (29)(三)、中国高性能计算行业市场增长点 (30)(四)、高性能计算行业细分化产品将会最具优势 (30)(五)、高性能计算产业与互联网相关产业融合发展机遇 (31)(六)、高性能计算国际合作前景广阔、人才培养市场大 (32)(七)、巨头合纵连横,行业集中趋势将更加显著 (33)(八)、建设上升空间较大,需不断注入活力 (33)(九)、高性能计算行业发展需突破创新瓶颈 (33)七、高性能计算行业竞争分析 (34)(一)、高性能计算行业国内外对比分析 (34)(二)、中国高性能计算行业品牌竞争格局分析 (35)(三)、中国高性能计算行业竞争强度分析 (36)1、中国高性能计算行业现有企业的竞争 (36)2、中国高性能计算行业上游议价能力分析 (36)3、中国高性能计算行业下游议价能力分析 (36)4、中国高性能计算行业新进入者威胁分析 (37)5、中国高性能计算行业替代品威胁分析 (37)八、高性能计算行业企业差异化突破战略 (37)(一)、高性能计算行业产品差异化获取“商机” (37)(二)、高性能计算行业市场分化赢得“商机” (38)(三)、以高性能计算行业服务差异化“抓住”商机 (38)(四)、用高性能计算行业客户差异化“抓住”商机 (39)(五)、以高性能计算行业渠道差异化“争取”商机 (39)九、高性能计算行业多元化趋势 (40)(一)、宏观机制升级 (40)(二)、服务模式多元化 (40)(三)、新的价格战将不可避免 (40)(四)、社会化特征增强 (41)(五)、信息化实施力度加大 (41)(六)、生态化建设进一步开放 (41)1、内生发展闭环,对外输出价值 (41)2、开放平台,共建生态 (42)(七)、呈现集群化分布 (42)(八)、各信息化厂商推动高性能计算发展 (43)(九)、政府采购政策加码 (43)(十)、个性化定制受宠 (44)(十一)、品牌不断强化 (44)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (44)(十三)、一体式服务为发展趋势 (45)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (45)十、高性能计算成功突围策略 (46)(一)、寻找高性能计算行业准差异化消费者兴趣诉求点 (46)(二)、高性能计算行业精准定位与无声消费教育 (46)(三)、从高性能计算行业硬文广告传播到深度合作 (46)(四)、公益营销竞争激烈 (47)(五)、电子商务提升高性能计算行业广告效果 (47)(六)、高性能计算行业渠道以多种形式传播 (47)(七)、强调市场细分，深耕高性能计算产业 (48)申明中国的高性能计算业在当前复杂的商业环境下逐步发展，呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。
中国超算产业的发展现状与展望
中国超算产业的发展现状与展望超级计算机是一种高性能计算设备，可以进行复杂的科学计算、数据处理和模拟等任务。
随着科学技术的发展和计算能力的提高，超级计算机的应用领域越来越广泛，已经成为国家综合实力和科技创新能力的重要标志。
中国作为全球超算产业的重要参与者和发展者，在超算领域取得了长足的进步，并成为全球超算产业发展的重要推动力。
首先，中国超算产业在技术上取得了长足的进步。
中国拥有世界上最多的TOP500超级计算机，其中包括世界第一和第二的超级计算机。
超算领域的核心技术在中国取得了突破，包括芯片设计、高速互联技术、并行计算等方面。
中国超算产业在处理器、存储、互联、软件等关键技术上进行了大量的研发，取得了显著的成果。
其次，中国超算产业在应用领域取得了广泛的应用。
超级计算机已经广泛应用于气象预测、地震模拟、生物医学研究、能源开发、材料科学等领域。
中国超算产业在这些领域的应用取得了显著的成果，有力地推动了国家科学研究和工程项目的发展。
超级计算机不仅提高了科学技术的研究能力，还有助于提高生产效率和经济发展水平。
再次，中国超算产业在国际合作与交流方面做出了积极的贡献。
中国积极参与国际超算大赛和学术会议，与国际超算界的科学家们保持着密切的交流与合作。
中国超算产业的快速发展，不仅是国家自身科技实力的提升，也给国际超算产业注入了新的活力。
中国超算产业在国际合作中发挥了重要的作用，推动了全球超算产业的共同发展。
展望未来，中国超算产业仍面临一些挑战和机遇。
首先，中国超算产业需要继续加大研发投入，提高核心技术的自主创新能力。
与国际超算领域的领军企业相比，中国超算产业在芯片设计和软件开发等方面仍存在一定的差距。
因此，中国超算产业需要加强研发合作，培养高素质的科研人才，提高核心技术的水平。
其次，中国超算产业需要加强与应用领域的深度融合，推动超级计算机在更多领域的应用。
超级计算机的应用领域非常广泛，包括气象预测、医学研究、能源开发等等。
NVIDIA高性能计算产品迅速崛起的隐忧
发展越迅速，越容易产生隐藏的弊病，这是我们都知道的道理。
而这个道理同样适用于概括NVIDIA在高性能计算方面的发展现状。
首先，软件的编程仍然是一个不可回避的问题。
虽然NVIDIA在教育上投入了很多资源，但一款软件要想适应动辄数百个CUDA核心(NVIDIA GPGPU中的计算核心)仍然需要大规模的中心编译和软件架构更新。
在某些情况下，这个工程所带来的工作量甚至比重写软件更多、更大。
而这也是目前多线程软件编程所普遍面临的问题，而且核心和线程越多，问题就越复杂。
另外，由于很多软件之前是在X86架构CPU上运行的，而现在去需要这些软件去尽量调用GPGPU的计算资源，而且要尽量的提高效率和做到并行化，因此，问题并不仅仅是调用几个API这么简单。
GPGPU作为脱胎于消费领域的产品，其在设计上很难摆脱固有的局限性。
由于NVIDIA 以及竞争对手的GPU产品都来自于同样核心的消费级产品，所以产品在设计上为大规模并联以及高性能计算所作的优化十分有限，尤其是在消费级市场仍是公司的最主要盈利手段的情况下。
因此，以NVIDIA为代表的GPGPU在大规模部署时的效率问题始终是阻碍其发展的一大瓶颈。
根据NVIDIA前段时间公布的2011财年第三季度财报显示，公司第三季度营收为10.662亿美元，利润为1.783亿美元，毛利率52.2%(美国通用会计准则)。
在这之中，消费级GPU 销售收入和嵌入式处理器的收入占据绝大部分;而其净利润110%的增长也大多由此而来。
所以，对于NVIDIA来说，继续保持自身在消费级产品市场上的优势并大力发展嵌入式处理器业务才是最积极最稳妥的发展策略。
虽然高性能计算以及企业级应用能够为企业带来更高的毛利率，但从目前的情况下，高性能计算和相关的企业级市场规模并不很大，投入适当的资源并保持宣传力度，将该领域划入潜在的可发展市场无疑是一个理性的选择。
以目前的情况，NVIDIA的实际动作与这一策略不谋而合。
中国高性能计算十三五发展规划与进展-Nvidia
专项2017年指南
2017年指南基本情况
• 2017年专项拟启动3个技术方向6个研究任务，18个指南申 报方向
– E机高性能计算机系统研制（1个任务，1个申报方向）
• 新型高效能计算、编程和运行模型（1个申报方向 ）
– 高性能计算应用软件研发（4个任务，14个申报方向）
• E级计算可扩展高效能并行算法及算法库（1个申报方向 ） • 高性能应用软件协同开发优化平台与工具（1个申报方向 ） • 重大行业应用高性能数值装置原型系统（2个申报方向 ） • 领域并行应用软件研制及应用示范（10个申报方向 ）
• 2002-2005年：高性能计算机及核心软件（863重大专项）
– 强调资源共享与协同工作 – 以网格支持多领域应用 – 成功研发10万亿次量级计算机和中国国家网格实验床
• 2006-2010年：高效能计算机与服务环境（863重大项目）
– 强调除了性能之外计算机的其它指标：开发的效率、程序可移植性、系统的鲁棒性等 – 强调机器、环境、应用三位一体的发展 – 强调环境的服务特征 – 成功研发千万亿次量级计算机，建立了国家高性能计算服务环境
• 2010-2016年：高效能计算机及应用服务环境（863重大项目）
– 强调环境新的运行模式和机制，探索建立计算服务业的途径 – 发展应用社区，更好地支持应用 – 研制世界领先的计算系统：天河二号、神威•太湖之光
面临的挑战
– 能否持续过去20年的发展速度？
• TOP500显示，近年来发展速度在下降，如何从我国应用需求出发，制定 合理的发展目标？
– 在E级机和两台100PF高性能计算机上进行部署 – 支持40个并行应用软件的研发
国家高性能环境研发
• “国家高性能计算环境服务化机制与支撑 体系研究”
十三五信息化规划
十三五信息化规划
十三五信息化规划，是指中国政府制定的在2016年至2020年期间促进信息化发展的规划。
这个规划的目标是加快推进信息化，实现信息化与工业化的深度融合，促进经济结构升级和转型升级。
根据这个规划，中国希望到2020年，信息化综合实力显著增强，信息基础设施建设进一步完善，网络覆盖范围扩大，宽带普及率提高到70%以上。
同时，信息化产业规模显著增加，
数字经济占GDP比重达到了20%左右。
在具体的规划措施上，十三五信息化规划提出了四个重点领域：互联网领域、大数据领域、物联网领域和人工智能领域。
在互联网领域，规划提出了加快宽带网络建设，推进互联网特快专线、光纤到户等基础设施的建设。
同时也强调了加强互联网信息安全，完善网络法律法规和监管制度，保障网络安全。
在大数据领域，规划提出了加强大数据基础设施建设，提高数据开放共享水平，推动大数据与实体经济融合发展，加快培育大数据产业。
在物联网领域，规划提出了加快物联网技术研发和标准制定，推动物联网在智能交通、智能制造、智能家居等领域的应用，形成具有国际竞争力的物联网产业。
在人工智能领域，规划提出了加强人工智能技术创新，推动人
工智能在金融、医疗、教育等领域的应用，培育人工智能产业。
十三五信息化规划的实施，对于推动中国经济转型升级，提升国家综合实力具有重要意义。
通过规划指导，中国可以加强信息基础设施建设，提升网络覆盖范围和宽带普及率，进一步促进数字经济和信息产业的发展。
此外，加强数据开放共享和推动人工智能、物联网等技术的应用，也有助于提高中国的科技创新能力和竞争力。
高性能计算发展现状分析
高性能计算发展现状分析目录1.1 高性能计算的发展现状 (3)1.1.1 高性能计算概述 (3)1.1.2 高性能计算的应用需求 (3)1.1.3 国外高性能计算发展现状 (4)1.1.4 国内高性能计算发展现状 (5)1.1.5 高性能计算机关键技术发展现状 (7)1.1高性能计算的发展现状1.1.1高性能计算概述高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer），满足科学计算、工程计算、海量数据处理等需要。
自从1946年设计用于导弹弹道计算的世界上第一台现代计算机诞生开始，计算技术应用领域不断扩大，各应用领域对计算机的处理能力需求越来越高，这也促使了高性能计算机和高性能计算技术不断向前发展。
随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也迅猛增长。
1.1.2高性能计算的应用需求应用需求是高性能计算技术发展的根本动力。
传统的高性能计算应用领域包括：量子化学、分子模拟、气象预报、天气研究、油气勘探、流体力学、结构力学、核反应等。
随着经济发展和社会进步，科学研究、经济建设、国防安全等领域对高性能计算设施及环境提出了越来越高的需求，不仅高性能计算的应用需求急剧增大，而且应用范围从传统领域不断扩大到资源环境、航空航天、新材料、新能源、医疗卫生、金融、互联网、文化产业等经济和社会发展的众多领域。
当前，世界和中国面临诸多重大挑战性问题。
比如，全球气候出现快速增温的事实使“应对气候变化”成为各国政治、经济和社会发展的重大课题，为了进一步消减“温室效应”和减少碳排放，实现可持续发展的低碳经济，新材料的发现、设计与应用迫在眉睫；随着化石能源的日益枯竭和环境的日趋恶化，新能源的开发势在必行；随着科技的发展，人类迈向太空的脚步逐渐加快，空间资源的争夺和战略性部署竟然愈发激烈，航空航天领域作为此项重大科研技术活动的基础支撑，投入将持续扩大；为了攻克重大疾病、进一步提高人口健康质量，生命科学与新药制造已成为技术发展和经济投入的重要增长点；随着互联网技术不断发展，借助海量数据与高性能计算的力量使得人工智能研究不断取得新的突破，各大互联网企业对高性能计算的投入将持续增加；在国际竞争的大环境下，基础科研实力是高新技术发展的重要源泉，是未来科学和技术发展的内在动力，也是实现国家经济、社会和环境可持续性发展的重要途径，基础科学研究的投入也将持续增长。
Nvidia GPU蜕变：从图形处理到超级计算
Nvidia GPU蜕变：从图形处理到超级计算本文Tag：超级计算机 CUDA开发工具 GPU HPC CUDA应用 nvidia CUDA技术高性能计算6月7日下午，由中国软件行业协会主办的“2010年中国高效能计算应用高峰论坛”在北京举行，来自中国软件行业协会数学软件分会、中国科学院过程工程研究所、北京大学、中国科学院软件研究所、Nvidia、Intel、 Mellanox的多位专家代表就“GPU、众核处理器在高性能计算领域里的最新应用发展与挑战”展开演讲与讨论。
Nvidia中国 PSG销售经理谢强在会上介绍了Nvidia GPU高效能计算及生态系统的最新发展。
据了解，Nvidia的GPU核心业务一共有四条线：针对消费PC市场的GeForce显卡，针对专业工作站的QUADRO显卡，针对高性能计算的Tesla GPGPU产品，以及针对移动和嵌入式计算的TEGRA产品。
谢强主要介绍了Tesla GPU硬件产品及CUDA软件开发平台的发展情况。
Fermi：GPU从图形处理到超级计算的变革Tesla是 Nvidia专门针对高性能计算打造的GPU产品，在超级计算机中充当并行计算加速器的角色——通用的X86多核处理器(CPU)负责数据库、操作系统等串行应用，GPU 众核处理器则负责高性能并行计算，二者相互配合，从而数倍、十倍、甚至百倍地提高计算效率。
Fermi则是Nvidia专门为高性能计算优化的新一代处理器架构。
跟前一代产品相比，基于该架构的Tesla GPU处理器拥有30亿颗晶体管，512个计算内核，双精度性能提升8倍，带有ECC校验功能，增加了L1和L2两级缓存，内存带宽提高两倍，理论上支持1TB GPU内存。
当前支持Fermi架构的Tesla产品是C/S2050系列，年底将增加C/S2070系列。
在GPU领域本身来看，这一架构堪称具有“革命性”——让GPU得以脱掉传统图形处理器的外衣，换上了“专门针对高性能并行计算的众核处理器”的新装。
计算机应用专业“十三五”发展规划
依托专业办学条件，成立机电工程学院大学生科技创新社团，注重学生创新能力培养，学生科技、社会实践活动丰富，成果显著。
2011年社团被评为“山东省优秀大学生科技社团”。2010年以来，本专业的学生在各级各类专业技能竞赛、创新设计大赛中获得了省级以上奖励18个项，获得五征奖学金1项。
（二）“十二五”专业发展环境及条件
1、机电行业发展的需要
2011年1月4日，国务院批复了《山东半岛蓝色经济区发展规划》。要求日照市担当起山东半岛蓝色经济区鲁南临港产业集聚区增长极的重任，成为区域性物流中心和我国东部沿海地区重要的临港产业基地。
《日照市蓝色经济区发展总体规划》明确提出：依托“双亿”大港，以做大做强日照钢铁精品基地为重点，集中培植海洋先进装备制造、汽车及零部件、油气储运加工等临港工业，打造鲁南临港产业集聚区，建设成为我国东部沿海地区重要的临港产业基地。《鲁南临海产业区总体规划》中提出：重点打造钢铁及配套产业、石油化工和精细化工、造船、汽车发动机及关键零部件等“十大功能板块”， 建成产业集群优势明显的山东南大门“黄金产业带”。都这必将会带动日照及周边地区制造业及其关联配套产业的快速发展，为机电专业人才培养提供了广阔的就业市场。
4、实践教学条件较好、功能齐全
本专业已建成实验验证、仿真教学、实践实训的实践性教学体系，拥有5个生产性实训基地，15个校内实训室。实训设备总值3800多万元，满足学生实践教学教学需求。本专业还建立了山东五征集团、日照钢铁股份有限公司、山东豪迈机械科技股份有限公司等50个校外实训基地，能满足本专业生产实习、顶岗实习的需要，成为专业教学的有效延伸。
5、人才培养模式独具特色
计算机应用技术专业实施“职场体验→实境训练→顶岗历练”工学结合人才培养模式。以职业能力培养为主线，通过“校企合作、工学结合”等办学形式，将职业能力训练融入到整个教学过程中去，深化教学改革。改变以课堂为中心的传统培养模式，推进“教学做一体化教学”在核心课程中的实施。按区域经济发展需要，积极开展“订单培养”。
高性能计算技术的发展和趋势
高性能计算技术的发展和趋势高性能计算技术是指在计算机领域中，通过充分利用多个处理器、存储器等计算机硬件资源，以较快的速度完成大规模数据处理、分析、计算等任务的技术。
随着计算机技术的不断发展，高性能计算技术也不断得到提升和创新，未来的趋势也越来越多样化和复杂化。
第一部分：高性能计算技术的历史与现状高性能计算技术的产生可追溯到二战期间，当时美国在核武器开发上需要大量计算机计算，于是ENIAC等大型计算机应运而生。
20世纪70年代，随着微型计算机的发展，高性能计算技术开始进入一个全新的发展阶段，大型科研机构和企业开始开发超级计算机。
1993年，日本的“地球模拟器”成为了当时最强的超级计算机，但时至今日，它的性能已远远落后于现代的高性能计算机。
目前，高性能计算机广泛应用于各个行业，如航空航天、汽车制造、能源、生命科学、金融等。
自2010年起，中国在高性能计算领域的投入量逐年增长，推出的“天河”系列超级计算机已成为世界上最快的计算机之一。
第二部分：高性能计算技术的趋势1. 硬件创新：高性能计算技术的快速发展离不开硬件的创新。
近年来，所谓的异构计算已成为高性能计算技术的一大趋势。
异构计算指的是将传统的CPU与GPU、FPGA等加速器结合，使计算机同时具备通用处理器和加速器等硬件资源。
2. 软件优化：硬件创新只是一方面，为了更好地发挥硬件资源的能力，软件优化也不可或缺。
优化编译器和优化算法是实现软件优化的关键。
针对特定的应用场景进行针对性软件优化，是提升高性能计算技术性能的重要手段之一。
3. 系统集成：由于高性能计算技术涉及多种硬件资源和软件工具，系统集成也成为了一大趋势。
最近的趋势是针对不同应用领域，提供专门的软件框架（如TensorFlow等），或者是将大量开源软件集成在一起，提供完整的高性能计算系统。
4. 高性能计算技术的普及化：除了专业的研究机构和企业，高性能计算技术的普及化也是未来的趋势之一。
开放的高性能计算资源、云服务等技术，为中小企业和个人用户提供了更便捷的高性能计算服务。
高性能计算的现状与未来趋势展望
高性能计算的现状与未来趋势展望近年来，随着科技的迅猛发展，高性能计算成为了各个领域研究和应用的重要工具。
高性能计算在天气预报、药物研发、基因组学、能源开发等众多领域发挥了重要作用。
本文将探讨高性能计算的现状，并对未来的趋势进行展望。
首先，我们来看看高性能计算的现状。
目前，高性能计算主要通过超级计算机来实现。
超级计算机是一种计算速度极快、处理能力巨大的计算机系统。
目前全球排名前列的超级计算机都拥有惊人的计算能力，能够进行百万亿次计算。
这使得科学家们能够更好地模拟复杂的自然现象，从而更加深入地了解宇宙、地球和生命。
在过去的几年里，高性能计算领域取得了一些重要的进展。
例如，人工智能在高性能计算领域的应用逐渐发展起来。
通过利用高性能计算的强大处理能力，研究人员能够训练更大、更复杂的神经网络，从而提高人工智能的性能。
此外，在材料科学和物理学领域，高性能计算能够帮助科学家研究材料的结构和性质，加速新材料的发现过程。
这些进展表明，高性能计算对于人类社会的进步具有重要的推动作用。
然而，高性能计算仍面临着一些挑战。
首先是能源消耗问题。
随着计算机处理能力的提升，计算机的功耗也不断增加，这给电力供应和环境造成了巨大压力。
因此，研究人员需要开发更加节能高效的计算架构，以减少对能源资源的消耗。
其次是存储和处理大规模数据的能力。
随着科学研究和技术应用的发展，数据量不断增加。
高性能计算需要具备处理大规模数据的能力，以满足科学家们对大规模数据分析和模拟的需求。
此外，高性能计算在个人用户中的推广也面临一定的困难。
由于成本和维护的原因，高性能计算往往只能在大型研究机构和企业中得到应用，无法普及到个人用户中。
未来，高性能计算有望在以下几个方面取得更多突破。
首先是架构创新。
目前，超级计算机的架构仍以传统的CPU为主导，然而，新兴的架构如GPU、FPGA、ASIC等在高性能计算领域的应用越来越受到关注。
通过充分发挥这些新型架构的优势，高性能计算的计算速度和处理能力有望再次大幅提升。
信息化十三五规划
信息化十三五规划信息化十三五规划是指国家针对信息化建设制定的五年计划。
该规划是为了推动中国信息化进程，促进经济社会快速发展而制定的。
根据信息化十三五规划，中国将在未来五年内实施一系列重点任务，包括推进政务信息化建设，加快互联网+行动，推动互联网基础设施建设，以及加强信息安全保障等。
具体来说，信息化十三五规划的主要内容和目标如下：一、推进政务信息化建设。
政府将实施“互联网+政务服务”计划，提供全面的政务服务和便利，加强政府信息资源的整合和共享，推动政府决策和管理的效率提升。
二、加快互联网+行动。
通过推动传统产业与互联网深度融合，推动经济转型升级。
这包括加强互联网基础设施建设，提高互联网普及率，支持电子商务发展，促进云计算、大数据、物联网等新技术的应用。
三、推动互联网基础设施建设。
加快宽带网络建设，推动网络覆盖全国各地区，提高互联网速度和质量。
同时，加强互联网的安全保障，防止网络犯罪和信息泄露。
四、加强信息安全保障。
建设强大的网络安全防御体系，保障国家信息安全。
加强网络安全法律法规的制定和执行，加强网络安全管理，提升网络安全意识。
五、推进数字经济发展。
加快数字化转型，促进数字产业发展，培育新的经济增长点。
推动云计算、大数据、人工智能等新技术的应用，提高经济效益和竞争力。
六、促进信息化教育和培训。
加强信息化教育和培训，提高人们的信息素养和技术能力。
推动信息化技术在教育领域的应用，提高教育质量和教育公平。
七、推动互联网国际交流与合作。
加强与其他国家和国际组织的合作，促进互联网技术的国际交流和合作。
积极参与国际互联网治理，维护我国网络安全和网络主权。
通过实施信息化十三五规划，中国将进一步提升信息化水平，推动经济社会的快速发展。
这将为我国信息化建设打下坚实基础，促进我国经济转型升级和科技创新发展。
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2016年项目启动情况
2016年项目启动情况
• 2016年启动了三个技术方向10个任务的研究工作
– 方向一：E级高性能计算机系统研制
• 总体技术及评测技术与系统， • E级计算机关键技术验证系统， • 新型高性能互连网络
– 方向二：高性能计算应用软件研发
• 适应于百亿亿次级计算的可计算物理建模与新型计算方法 • 重大行业高性能数值装置 • 行业高性能应用软件 • 科研高性能应用软件 • E级高性能应用软件编程框架及应用示范
• “地球系统模式的改进、应用开发和高性能计算”
– 研发地球系统数值模拟系统，支持地球系统模式的研究和 应用。
并行应用软件
• 行业高性能应用软件
– “复杂工程力学高性能应用软件系统研制” – “面向E级计算机的大型流体机械并行计算软件系统及示范” – “海洋环境高性能数值模拟应用软件研制”
• 面向科学研究高性能应用软件
面开展探索性的研究，探索实现E级系统的可能的技术路线和 手段 • 要求三个项目采用不同的技术方案，为下一步E级系统的研发 摸索经验 • 项目的成果将成为遴选E级机研发团队的依据
重大行业应用：数值装置
• “数值飞行器原型系统研发”
– 研发面向飞机优化设计的气动力、结构强度以及流固耦合 优化等软件
– 形成面向飞机设计优化的数值模拟系统 – 在真实飞机设计的应用中得到验证
• 2002-2005年：高性能计算机及核心软件（863重大专项）
– 强调资源共享与协同工作 – 以网格支持多领域应用 – 成功研发10万亿次量级计算机和中国国家网格实验床
• 2006-2010年：高效能计算机与服务环境（863重大项目）
– 强调除了性能之外计算机的其它指标：开发的效率、程序可移植性、系统的鲁棒性等 – 强调机器、环境、应用三位一体的发展 – 强调环境的服务特征 – 成功研发千万亿次量级计算机，建立了国家高性能计算服务环境
– “面向E级计算的材料科学计算软件系统与应用”
• 针对领域问题研发并行应用软件，解决应用问题 • 在数十万核的并行计算规模达到良好的并行效率
并行软件编程框架
• “E级高性能应用软件编程框架研制及应用 示范”
– 研发结构网格、非结构网格、无结构组合几何 计算、有限元计算和非数值图计算等5个编程 框架
中国高性能计算 十三五发展规划与进展
钱德沛 北京航空航天大学/中山大学
GTC China 2016 2016年9月13日
汇报提纲
• 我国高性能计算发展现状 • 十三五“高性能计算”重点研发专项 • 2016年项目启动情况 • 专项2017年指南
• 我国高性能计算发展现状
国家863计划的持续努力
– 在E级机和两台100PF高性能计算机上进行部署 – 支持40个并行应用软件的研发
国家高性能环境研发
• “国家高性能计算环境服务化机制与支撑 体系研究”
– 研究国家高性能环境新的服务与运行机制及技 术支撑手段
– 开发支持环境服务化运行的软件平台 – 提升和优化环境的资源 – 优化环境管理
基于国家高性能计算环境的服务系统
• 国家重点研发计划“高性能计算”重点研发专项经过两年的战略 研究及论证，于2016年正式启动
• 专项总体目标
– 突破E级计算机核心技术，依托自主可控技术，研制适应应用 需求的E级（百亿亿次级）高性能计算机系统，使我国高性能 计算机的性能在“十三五”末保持世界领先水平。
– 研发一批关键领域/行业的高性能计算应用软件，建立国家级 高性能计算应用软件中心，构建高性能计算应用生态环境。
– 如何解决E级计算机所面临的重大技术挑战问题？
• 功耗 • 应用性能 • 可编程性 • 可靠性
– 如何驾驭大规模并行性，开发数百万乃至数千万核水平的大规模并行 应用？
– 国家高性能计算环境如何与时俱进，在新的技术条件下提供更高质 量、更好体验的服务？
十三五“高性能计算”重点研发专项
十三五高性能计算重点研发专项
– 适应E级计算的可计算建模方法和计算方法 – 结合超高精度医学影像重建、核聚变中的磁流体稳定性、血栓形成机
理和超高建筑抗震分析等四个应用问题开展建模和共性算法的研究 – 对共性算法进行优化
E级计算机关键技术验证系统
• 由曙光公司、国防科学技术大学、无锡江南计算技术研究所 分别承担
• 是E级系统全面研发开始之前的预研项目 • 在E级机体系结构、关键技术、系统软件和典型应用验证等方
– 建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环 境，• 任务1：E级高性能计算机系统研制
– 突破E级计算机核心关键技术，采用自主众核处理器，研制E级高性能计算 机系统，使我国高性能计算机性能在“十三五”末期保持世界领先水平。
• 任务2：高性能计算应用软件研发
– 开展E级建模、并行算法和并行性能优化等前沿基础研究，研发若干重大 行业数值模拟装置和一批大型并行应用软件，研发并行编程框架，研究高 性能计算应用软件协同开发优化平台与工具，组建应用软件研发中心，构 建高性能计算应用生态环境。
• 任务3：高性能计算环境研发
– 研发高性能计算环境的核心软件及支撑平台，构建具有世界一流资源能力 和服务水平的、支撑国家创新发展的高性能计算服务环境，基于环境建立 行业业务平台与领域应用社区等服务系统，为计算服务业奠定基础。
• 2010-2016年：高效能计算机及应用服务环境（863重大项目）
– 强调环境新的运行模式和机制，探索建立计算服务业的途径 – 发展应用社区，更好地支持应用 – 研制世界领先的计算系统：天河二号、神威•太湖之光
面临的挑战
– 能否持续过去20年的发展速度？
• TOP500显示，近年来发展速度在下降，如何从我国应用需求出发，制定 合理的发展目标？
– 方向三：高性能计算环境研发
• 国家高性能计算环境服务化机制与支撑体系 • 基于国家高性能计算环境的服务系统
前沿基础研究项目
• “面向E级高性能计算机的新型高性能互连网络技术研究”
– 探索适应E级计算机要求的高性能互连技术 – 在速度、功耗、可扩展性等方面满足E级系统互连的要求
• “适应于E级计算的可计算物理建模与新型计算方法”