2023年超算云服务行业市场应用规模前景预测及投资战略规划可行性评估咨询

1、超算行业概述：超级计算，简称超算，亦称为高性能计算（HPC，High Performance Computing）指利用并行工作的多台计算机系统（即“超级计算机”）的集中式算力资源，处理极端复杂的或数据密集型的问题。超级计算以每秒浮点运算次数（Flops）为主要衡量单位，运算速度可达到每秒千万亿次以上。作为国家科技发展的重要制高点之一，超级计算不仅是国家综合科技实力的体现，更是国家高精尖技术发展的重要保障。

超算行业利用算力资源处理来自用户的海量数据，涉及数据回收与分析、数据模拟等多个环节。传统超算行业的服务场景围绕气象海洋、地质勘探、工业仿真、物理模拟等领域，服务对象主要为高等院校、科研院所及各级政府主导的科技工程项目等。

超算服务下游用户一般通过内部自建高性能计算机集群或国家及地方政府投资建设的超级计算中心（“超算中心”）、超算云服务商及互联网云服务商等第三方超算服务商获取算力资源。其中，超算云服务商采购超算中心的优质算力资源，为下游用户提供超算云服务，与各地超算中心同属独立超算服务商；互联网云服务商作为超算行业的新兴从业者，主要凭借自有计算机及服务器集群提供超算服务。

按照下游应用场景对算力资源的性能需求，超算服务可以分为尖端超算、通用超算、业务超算及人工智能超算四类：

（1）尖端超算：尖端超算主要应用于国家级高精尖项目，行业覆盖海洋勘探、地球物理、爆炸模拟、灾害预警、精尖制造、材料研发、航空航天、气象监测等，具备“集中力量办大事”的特征，通常由国家或地方政府主导建设并投入资源，对算力资源的性能要求很高，以协助解决各行业核心技术难关，而不将经济性作为主要的考量因素。尖端超算的性能需求通常在1万核以上。

（2）通用超算：通用超算的应用场景主要包括高校科研、石油勘测、生物制药、工业仿真等，对算力资源的性能要求较高，亦对超算服务的经济性存在一定要求。通用超算场景下，用户可自主建设中小微型超算服务系统或使用超算云服务平台以满足其超算需求。

（3）业务超算：业务超算主要应用于企业业务的可靠性优化和成本优化，应用场景主要包括芯片仿真、汽车机械、金融经济、多媒体渲染等。业务超算用户出于商业盈利的考虑，通常对超算服务的经济性及投入产出比的要求较高，其中超算云服务凭借更加灵活的付费机制，对业务超算用户存在较大的吸引力。

（4）人工智能超算：大数据学习、人工智能算法模拟与优化、多类型数据分析与编解码场景下运用的超算服务。在人工智能的深度学习框架中，有着众多图像、神经网络、NLP、富媒体识别等复杂运算场景，相比传统的CPU，GPU能够提供更有效率的超算解决方案。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年全球及中国超算云服务市场深度调研及投资可行性预测咨询报告》

2、超算云市场概述：超算云是指用户通过云计算形态使用算力资源，开展科研实验或处理并行工作负载。超算云结合了超级计算和云服务的双重优势，将传统算力资源实现算力虚拟化，通过云部署、多云互联等模式，实现算力资源使用的门槛优化与进一步商业化。超算云能够将大数据技术、人工智能技术、5G实例测试与应用等深度融合，提供全栈式、一体化的智能超算服务能力，是传统超算服务的拓展与进化。超算云根据云服务模式，可分为IaaS、PaaS及SaaS三类：

（1）IaaS（基础设施即服务）：将超级计算的基础设施，包括存储、服务器、网络等其他基本算力资源提供给用户。用户无需自购服务器、存储设备及网络宽带等设备设施，也不用对底层的云基础架构进行控制和管理，可通过购买租用超算云IaaS服务商提供的基础算力资源来部署和运行其自行搭建的服务。

（2）PaaS（平台即服务）：将运行在超算云基础设施之上的软件开发和运行平台提供给用户，PaaS向下通过IaaS层调用硬件基础资源，构建应用部署基础和集成平台，向上为SaaS层提供开发语言和工具，为用户创造更加容易运营和部署的软件开发环境，同时节省基础设施支出。

（3）SaaS（软件即服务）：向用户交付完整且可以直接使用的软件应用，

这些应用程序运行在超算云基础设施之上，可以通过各种各样的客户端设备访问。用户无需自行开发和搭建基础设施，直接享受到一套完整的解决方案。SaaS软件可以在PaaS层部署的平台环境中进一步开发，也可以在IaaS层使用基础资源独立研发。超算云根据服务场景，可分成通用超算云、业务超算云及人工智能超算云三类：

1）通用超算云：服务场景主要包括高校研究、海洋气象、地质勘探、生物分子分析等，在强调高性能超算云服务的同时，也会兼顾其性价比。通用超算云的下游客户主要是高等院校和研究所。

2）业务超算云：服务场景以工业应用为主，如芯片设计、碰撞实验、材料疲劳测试、药物筛选等。业务超算云的下游客户结合自身运营的实际情况，对超算云服务的应用程度不尽相同，总体上以各行业的头部企业为主。

3）人工智能超算云：面向人工智能训练、优化和应用，服务场景主要包括大数据分析、机器学习、非监督学习、知识图谱建设等。人工智能领域对算力资源存在较强需求，通常需要大量的算力资源进行模拟与算法优化。人工智能超算云主要服务智慧城市、自动驾驶、物联网等领域的科技企业和政府项目。

3、国内超算云市场发展情况：

（1）国内超算服务市场：2016年以来，中国超算服务市场逐渐进入成熟期，我国持续加快建设超算中心，依托自主可控的技术，不断建设我国的超算生态，面向用户提供更加便捷的超算服务。2021年中国超算服务市场规模达到196.6亿元，其中第三方超算服务市场规模为32.0亿元；预计2025年中国超算服务市场规模将达到466.0亿元，2021年-2025年复合增长率达24.1%。

2016-2025年中国超算服务市场规模现状及预测分析

数据统计：中金企信国际咨询

过去，中国的头部高等院校及先进企业主要通过自建高性能计算机集群以满足内部计算需求，但存在资金投入大、采购周期长、维护难度高、资源更新慢等使用痛点。随着“东数西算”工程的实施，全国一体化算力网络国家枢纽节点持续布局建设，算力基础设施化全面推进，使用超算服务的高等院校及企业将加速转向第三方超算服务商提供的国家统筹建设的优质算力资源。

根据中金企信国际咨询统计数据，2021年中国第三方超算服务市场中，独立超算服务市场规模达到18.3亿元；预计2025年独立超算服务市场规模达到75.5亿元，2021年-2025年复合增长率为42.6%。

我国同时鼓励各类超算中心加入到环境共享算力资源中来，促进产生更多的行业应用成果。截至2021年底，中国已有9座国家级超算中心，分别位于天津、长沙、济南、广州、无锡、深圳、郑州、成都和昆山。目前中国超算服务市场已进入创新期阶段，随着5G通信技术的进一步发展，人工智能、云技术、大数据、区块链等新兴技术的快速应用，超算服务将融合更多新兴技术和产业，实现服务的进一步升级。在与新兴技术融合下的超算服务，能够以更加灵活、强大、便捷的模式服务更多潜在客户，尤其是企业客户及高校客户等。

（2）国内超算云服务市场：中国超算云服务市场目前仍然处于早期阶段，2021年中国超算云服务市场渗透率仅为10.5%。纵观中国超算服务的整体行业发展，尖端超算主要由国家主导并投资建设，为攻克各项行业技术难关提供性能极高的超算服务；超算云服务市场的核心下游场景则需要兼顾服务质量和服务性价比的双重要求。

2016-2025年中国超算云服务市场渗透率分析

数据统计：中金企信国际咨询

未来随着超算云服务需求在通用超算、业务超算及人工智能超算场景下的不断渗透，超算云行业将收获稳健的市场发展机会。2021年中国超算云服务市场规模为20.7亿元，预计2025年将达到111.9亿元，2021年-2025年复合增长率达到52.4%，为中国整体超算服务的商业化和市场拓展提供巨大动能。

2016-2025年中国超算云服务市场规模现状及预测分析

数据统计：中金企信国际咨询

4、行业发展趋势分析：

（1）国家统筹布局算力资源建设：中国超算服务市场过去经历了快速增长与发展，随着5G、AI计算、区块链等新技术的推广普及，当前的算力资源仍不够满足下游用户的超算服务需求。在“新基建”的大背景下，国家启动实施“东数西算”工程，助力我国全面推进算力基础设施化，以满足高校科研实验室、企业和研究所高速增长的计算需求。国家将统筹布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，通过科学合理的顶层设计，统筹调度东西部数据中心算力需求与供给，扩大算力设施规模，提高算力使用效率，实现全国算力规模化集约化发展，为算力资源的互联互通提供坚实的基础。

（2）头部企业推动市场教育，超算上云趋势显著：近年来，在行业头部企业的积极推动下，超算云服务的市场推广和应用得到大大提高，市场教育程度趋于成熟。云服务具备快速部署、灵活调度和弹性应用等显著优势，越来越多的科研工作者在体会到云服务的便利性之后，希望尽快从传统的自建计算系统中解脱出来，实现更加优质的超算服务体验。在超算细分场景下，云服务能够大大避免传统自建超算中心的资金投入大、采购周期长、维护难度高、资源更新慢等痛点。未来随着超算云服务矩阵的愈发完善，下游客户的计算需求和服务体验将得到持续改善，超算云渗透率将从下游客户数量和下游客户业务采购量两个维度，实现“双轮驱动”、快速增长。

（3）企业客户超算服务需求不断提升，超算上云接受度不断提高：随着互联网、大数据、物联网时代的到来，越来越多的企业面对直播互动、物联网分析、5G大数据分析、人工智能学习、媒体深度渲染等新兴的应用场景，对数据分析的需求愈发强烈，常规性能的计算机或服务器难以胜任分析和处理海量数据的技术要求，多媒体渲染、分子模型模拟、碰撞实验等企业服务场景的超算服务需求在未来将迎来显著增长。中国超算行业将在社会经济和科技发展的带动下，进入全新的蓬勃发展期，其中企业用户将持续增加对超算服务的付费比例和采购金额，提高对超算行业的收入贡献。

此外，云服务模式的成功在中国市场已经得到初步验证，越来越多的企业对云服务模式下的灵活结算、快速部署与拓展表现出认可，随着企业上云趋势的日益显著，超算服务上云的接受度正不断提高，拉动超算云服务市场的增长。

（4）容器技术日趋普及，成为下一代发展热点：容器技术是一种将运行应用程序和其依赖项的轻量级操作系统进行虚拟化和独立划分的技术。这保证了容器内的进程不会影响到容器外的任何进程。在过往的行业实践中，容器技术能够大大提高研发效率。整体来看，容器技术能够带来更加敏捷的开发环境和更高的计算环境可移植性。其封装了运行应用程序所必需的所有相关细节，有助于提高容器镜像从一个环境到另一个环境的可移植性，从而加快研发速度和效率。虽然当前容器技术仍处于开发阶段，未来随着开发人员可用资源数量的不断增加，容器技术无疑将成为下一代的发展热点。

（5）新兴技术赋能，提升超算云服务操作体验：随着人工智能、5G、物联网等新兴技术的快速应用，超算服务有望得到进一步提升与优化，包括云模式下的资源调度效率、冗余优化管理、资源履约质量等；同时，云原生技术将大幅降低人工智能、大数据等新技术的研发门槛和融合难度，帮助科研工作者创建更加敏捷、灵活的开发环境，提高超算服务的操作体验。

（6）集群技术与云服务技术将进一步融合：计算机集群技术在计算密集型场景下拥有着广泛的应用，例如大气海洋、仿真模拟、地质勘探等。集群技术能够将一组相互独立的服务器，通过网络互联和集群软件系统管理的方式，实现算力资源的拓展与使用，同时大幅降低硬件的配置成本，提高单一服务器的算力资源使用效率。集群技术还可以提高算力资源运行的可靠性，最大化的减小故障损失。未来随着企业级超算服务的进一步渗透，集群技术与云服务的紧密融合将形成更加灵活的算力资源配置，为超算云服务带来更广阔的创新领域。

（7）绿色节能成为未来的市场发展主题：超算服务的巨大能耗不仅造成了较大的成本负担，也对高性能计算设备的计算可靠性和平稳性带来较大的挑战。未来我国将坚持绿色低碳的高性能计算发展主题，从政策引导、产业协同和标准优化等各个角度，实现超算云行业的绿色节能发展。未来更先进的冷却技术、系统设计、计算策略等，都将为超算云市场降低碳排放、实现更好的系统能效带来新的市场指导。