计算机行业的现状和发展前景如何?

——预见2023:2023年中国超算产业全景图(附市场规模、竞争格局、发展前景等。)

超算行业主要上市公司:联想控股(03396。HK);浪潮信息(000977。SZ);中科曙光(603019。SH)

本文的核心数据:中国超级计算机的性能;中国超级计算系统500强的数量和份额;中国高性能计算机性能TOP100涉及应用领域比例;中国超算服务市场规模;中国前100家高性能计算机制造商的比例

工业概况

1,定义

超级计算(HPC,高性能

计算)是指利用多个并行工作的计算机系统(即“超级计算机”)的集中计算资源来处理极其复杂或数据密集型的问题。

超级计算机,又称高性能计算机、超级计算机等。,在运算速度和存储容量方面拥有普通计算机不具备的超高性能。目前,每秒浮点运算速度(flops)是主要的度量单位。超级计算机每秒可以运算几亿次,是普通计算机的几千万倍。每秒万亿次运算的超级计算机称为“P级超级计算机”,每秒十亿次运算的超级计算机称为“E级超级计算机”。

超级计算机主要应用于前沿科学研究、国防军工、产业升级、重大社会问题等大科学、大工程、大系统。它们是一个国家科研实力的体现,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。沙利文从对计算能力资源的需求出发,将高性能计算分为四类:前沿超级计算机、通用超级计算机、商用超级计算机和人工智能超级计算机。

2.产业链分析:中游参与者较少。

目前,我国已初步形成超算产业产业链,上游是超算产业配套产业,包括基础硬件、基础软件、应用软件和配套基础设施资源(电源设备、制冷设备、安全系统、综合布线等。);中游是超算厂商、超算中心、超算研究机构等。,整合上游资源,提供强大的超级计算机资源;下游是超算产业的应用领域,包括油气勘探、生物医药、海洋工程、天气预报、工程仿真、智慧城市等。

从超算产业链的参与者来看,上游基础硬件和基础软件的厂商主要是英特尔、AMD、HPE、三星、戴尔等国外知名企业,而国内企业发展相对落后。国内厂商主要有华为海思、长江存储、并行科技。应用软件方面,代表企业有中望软件、英特尔仿真、速石科技、索辰科技等。

中游超算资源提供商主要分为两类。一类是以联想、浪潮、中科曙光为代表的超算厂商,提供商用超算产品,包括超算软硬件产品;另一种是以国防科技大学、国家并行计算机工程技术研究中心、江南计算技术研究所、中科院计算所为代表的超算研制机构,其超算系统部署在全国各地的国家超算中心。

产业发展历程:从封闭垄断到领先创新

纵观我国超算产业的发展,是我国科研人员艰苦奋斗、开拓进取的历程,先后超越了打破封锁(1956-1995)、打破垄断(1996-2015)、引领创新(2016至今)。

目前,在超算领域,国内生态自主研发实力已处于世界领先地位。2022年,中国TOP100高性能计算机95%是自主研发的,100集群中有42台是联想制造的。中国超算进入世界第一梯队。

产业政策背景:建设E级和10E级超级计算中心。

近年来,国家政策密集出台,有力支持了计算能力、高性能计算机和超级计算产业的发展,带动了超级计算中心建设的快速发展。国家层面的超级计算机产业政策总结如下:

行业发展现状

1.超级计算机性能:2022年性能将显著提升。

总体来说,中国超算的性能在逐年提升,平均性能从2013年的573 Tflops上升到2022年的8999。

Tflops .其中,2016-2020年,神威太湖之光连续五年保持榜首位置,Linpack值为93015。

Tflops、2021和2022神威太湖之光分别位列第二和第三。

2022年,我国超级计算机最高性能将达到208260。

Tflops,相比2021的最高性能,提升了66.55%,性能显著提升,带动超级计算机平均性能提升30.16%,达到8999 Tflops。

2.超算中心建设:有11个国家超算中心。

国家超级计算中心是科技部批准的数据计算机构,是科技部的下属机构。2022年4月18日,太原中心通过科技部验收,正式纳入国家超算序列管理。到2023年8月,全国共有11个国家超算中心,分别是天津中心、深圳中心、济南中心、广州中心、长沙中心、无锡中心、成都中心、郑州中心、昆山中心、xi安中心和太原中心。

3.500强数量:2023年6月排名世界第二。

作为全球高性能计算领域最大的权威会议之一,国际高性能计算大会每半年发布一次全球超级计算机500强排行榜。从2017-2022年,来自中国大陆的超算系统数量呈现先升后降的趋势,主要是因为中国从2020年开始停止向TOP500组织提交最新的超算系统信息,因此数量和计算能力比有所下降。2022年10月,来自中国的厂商有1162家,占比32.4%,居世界第一。2023年6月,中国超算500强系统数量从162个下降到134个,占比26.8%,位居世界第二。

4.超算应用领域:大数据领域占比最高。

2022年10月中国高性能计算机1100强中,涉及最多的领域是大数据,占比20%;其次是云计算领域,占比15%;计算服务和视频领域占比12%。

5.超级计算服务市场规模:以24.5%的速度增长。

根据弗罗斯特&;

根据沙利文的研究数据,2016-2021年中国超算服务市场复合增长率达到24.7%,2021年市场规模为1966亿元,2022年增长率约为24.5%。据此计算,2022年中国超算服务的市场规模约为244。

行业竞争格局

1.区域竞争:广东和江苏是双超的中心省份。

截至2023年8月,全国共有11个国家超算中心,其中广东和江苏为双超算中心省份,广东拥有国家超算深圳中心和广州中心,江苏拥有国家超算无锡中心和昆山中心。同时,天津、山东、湖南、四川、河南、陕西、山西等省市也有国家超算中心。

2.企业竞争:联想全球第一。

在最新的2023年6月全球高性能计算机500强榜单中,北京的联想集团拥有160台HPC系统,位居全球第一。位于济南的浪潮集团有43台HPC系统入围,全球排名第三。位于天津的中科曙光有23个HPC系统入围,全球排名第六。

据HPC称

在2022年6月发布的中国高性能计算机Top 1100榜单中,联想上榜机型最多,占比42%,上榜机型多为沈腾8800系列;其次是浪潮,占27%;曙光排名第三,占比10%。

行业发展前景及趋势预测

1.发展前景:2028年市场规模近900亿元。

目前,超算正通过先进的电子技术、计算服务和软件应用,为我国重点行业提供计算能力服务。超算产业生态链的构建将对超算应用领域相关产业的调整、升级和转型起到实质性的推动作用,预计未来市场规模将继续扩大。根据弗罗斯特的说法

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沙利文预测,2022-2025年中国超算服务市场的复合增长率约为24.1%。如果这种增长速度持续下去,到2028年,我国超算服务市场规模将接近900亿元。

2.发展趋势:向分布式和“类脑”方向发展。

目前制约超级计算机发展的主要问题是高能耗。以世界排名前十的超级计算机为例,每小时耗电超过2万千瓦时,相当于一个小镇的耗电量。为解决这一问题,未来超级计算机将向分布式和“类脑”方向发展。

更多对该行业的研究分析,请参考前瞻产业研究院《中国超算行业市场需求预测及投资战略规划分析报告》。