4、关键支撑技术：数据计算

　　高端、复杂的科研工作需要高性能的超级计算技术支持，超级计算机是科研信息化的重要支柱，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。科研信息化的蓬勃发展对数据计算能力提出了越来越高的要求，随着计算机技术与网络技术的进步，先后产生了以分布式计算和并行计算为基础的高性能计算、网格计算，并正向更新的云计算方向发展。

　　云计算是近年来兴起的一种基于互联网的最新科学计算技术，它通过互联网上异构、自治的服务为用户提供“按需即取”的计算服务。目前，Google、IBM、Amazon 和Microsoft 等大公司纷纷建立了自己的云计算平台，为用户提供广泛的云计算服务。相比网格计算，云计算具有更强的通用性，可更好地支持Web 应用，未来二者可能走向融合，出现“云格”技术，从而更好地聚合各类分布的资源，支持更加强劲、灵活的大型科学计算服务和应用。

　　国外状况

　　近年来，以美国能源部的“先进科学计算研究”（ASCR）、美国NSF 的Track1 与Track2、美国国防部的“先进高性能计算”（UHPC）、欧盟的“欧洲先进计算合作伙伴”（PRACE）与DEISA等为代表的超算计划极大地推进了全球超级计算技术的发展，云计算方兴未艾。

　　ASCR 计划的主要任务是为新能源与核安全、环境与气候、生物与基因等领域的科研与创新提供高性能的计算与网络技术支撑，使之能对复杂现象进行分析、建模、验证与预测，涉及基于先进计算的科学发现（SciDAC）、理论与实验创新计算（INCITE）、多尺度数学行动（MMI）等跨学科研究项目。2010 年，INCITE 为69项尖端科研计划分配了约160 亿CPU 小时的超级计算时间，助其实现突破性进展。

　　2010 年，欧盟联合20 多个国家，启动了PRACE 项目，联接了多台超级计算机，计划在2019 年将运算速度提升至每秒百亿次。2012 年，欧洲核子研究中心、欧洲分子生物学实验室和欧洲航天局联合推出了“螺旋星云”云计算系统，用于支撑希格斯玻色子、基因和防灾减灾等领域科研所需的超级计算。

　　近年来，日本也提出了下一代超级计算机发展战略，旨在为生命科学与医药、新物质与新能源、灾害分析与预测、宇宙起源与构造等科研领域提供技术支撑。

　　国内状况

　　进入新世纪，我国高性能计算机研究不断取得重大突破，并在众多大型科学与工程领域得到应用，在海量数据处理、数值模拟、科学计算等方面提供了强大支持。2008 年，140 万亿次/ 秒的“深腾7000”和230 万亿次/ 秒的“曙光5000A”相继在中科院网络中心和上海超级计算中心投入使用；2009 年，1 千万亿次/ 秒的“天河一号”研制成功。

　　例如，依托超级计算机提供的高性能计算能力，我国科学家参与完成了国际人类基因组单体型图计划，并独立完成了中国超级杂交水稻基因组计划、家蚕基因组计划、家鸡基因多态性图谱等，率先在国内完成SARS 病毒的基因组测序与诊断试剂研制。