（工商管理专业论文）上海超级计算中心商业模式研究.pdf

0 2 s m 0 8 3 袁俊上海超级计算中心商业模式研究 摘要 本文系统地对上海超级计算中心的商业模式进行了研究。 本文在分析了上海超级计算中心的外部环境、内部环境的基础上，设计出了其商 业模式和主要业务，分析了开展这些业务的条件、价值链、利益体现。随后围绕商业 模式分析了上海超级计算中心的竞争和合作情况，并提出了相应的战略措施。 上海超级计算中心的商业模式总体上可以概括为：高性能计算应用服务提供商、 高性能计算增值服务提供商、数据中心、中小型研发企业创业投资服务平台、政府研 发中心、网格计算服务提供商网格运营商。其中，高性能计算应用服务提供商是核 心商业模式、主业，其他均依此而存或以此为基础。因此主业是否能成功开展决定了 s s c 的整体商业模式是否能够成功。 本文提出的战略指南进一步拔高了上海超级计算中心的定位，并为如何利用竞争 和合作力量实现对各方资源的整合、利用、价值放大提出了战略指南。 关键词：高性能计算，商业模式，数据中心，网格计算 0 2 s m 0 8 3 袁俊上海超级计算中心商业模式研究 a b s t r a c t a s t u d yf o r t h eb u s i n e s sm o d e lo fs h a n g h a is u p e r c o m p u t i n gc e n t e rw a s c o n d u c t e di nt h i st h e s i s t h eb u s i n e s sm o d e lw a sd e s i g n e da n da n a l y z e db a s e do nas t u d yf o r t h e e x t e r n a la n di n t e r n a e n v i r o n m e n to fs s c t h ec o m p e t i t i v ea n dc o o p e r a t i v e r e l a t i o n sb e t w e e ns s c a n di t se c o s y s t e mw e r es t u d i e d v e r yi m p o r t a n ts t r a t e g i c g u i d e l i n e sw e r em a d et op u s ht h eb u s i n e s sm o d e li n t oi t ss u c c e s s f u lf u t u r e t h em a j o rb u s i n e s sm o d e lo fs h a n g h a is u p e r c o m p u t i n gc e n t e ri sd e s c r i b e d a s ：hjg hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n gs e r v i c ep r o v i d e r ，h i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n g v a l u e a d d e ds e r v i c ep r o v i d e r ，d a t a c e n t e r ，i n c u b a t i n g v e n t u r ec a p it a l p l a t f o r mf o rs m a l ir & ds e r v i c ec o m p a n i e s ，r & dc e n t e rf o rg o v e r n m e n t ，g r i d c o m p u t i n gs e r v i c ep r o v i d e r g r i do p e r a t o r h i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n gs e r v i c e p r o v i d i n gi st h ec o r eb u s i n e s so fs s c ，a 1 1o t h e rb u s i n e s sa r eb a s e do nito r i t se x t e n s i o n t h es t r a t e g i cg u i d e l i n e sm a d eh e r ew i l lp r o m o t et h ep o s i t i o n i n go fs s c t h et h e s i sa l s og i v e sav e r yc l e a rg u i d ef o rs s ct ou s ec o m p e t i t i v ea n d c o o p e r a t i v ep o w e rt ob e n e f i tt h ew h o l es o c i e t ya n di t s e l f k e yw o r d s ：h i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n g ，b u s i n e s sm o d e l ，g r i dc o m p u t i n g ， d a t ac e n t e r 一2 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 第一章绪论 1 1 上海超级计算中心概况 上海超级计算中心( 以下简称“s s c ”) 是2 0 0 0 年上海市一号工程一上海信 息港主体工程之一，由上海市政府批准投资建设，总投资规模一亿元人民币，座 落于浦东张江高科技开发园区，于2 0 0 0 年1 2 h 2 8 日正式建成并向社会开放。其宗 旨是为上海及周边地区提供高性能计算和海量存储资源及相应的技术服务，以满 足社会各界目益增长的对高性能计算的专业需求。s s c 上级单位是上海市信息化 委员会。 s s c 自投入运行三年多来，已在气象预报、药物设计、生命科学、汽车、新 材料、土木工程、物理、化学、航空、航天、船舶、汽车等十多个应用领域取得 了一批重大成果，充分体现了政府在科研基础设施建设方面的主导作用，发挥了 在高性能计算领域的集聚效应和辐射效应。 在投入运行之初制定的目标如下： 建成开放可共享的高端计算环境，融入上海信息港基础设施，为上海信 息港提供资源服务。 打破传统计算中心的封闭模式，创造新型科研和生产手段。 提供国际水准的现代化科研环境，为跨行业跨学科的技术合作创造机 会。 开发一批推动经济建设和行业发展的应用项目，培育新的经济增长点。 培养和吸引一批高级信息技术人才，为上海国民经济可持续发展做出贡 献。最终形成应用环境、用户培训、科普宣传、应用开发、科学研究、 人才培养等功能齐全、布局合理的一流信息化产业基地。 在投入运行之初制定的职责如下： 对超级计算资源进行分配、使用和管理，为主机系统提供技术支持和维 护，保障主机系统有效运行。 为各行各业用户提供超级计算平台，受理高性能计算用户咨询和上机申 请，办理用户上机手续，安排用户上机等日常服务工作，联系、协调用 户，全面管理客户情况。 联系和安排高性能计算专家委员会工作，评审应用项目，确定用户上机 运算课题，估算用户应用程序开发工作量，评估各应用项目效益。 宣传高性能计算，推广高性能计算在科学研究和国民经济各领域中的应 用，不断开拓新的应用领域，扩大超级计算应用面，为更多社会用户服 务。 0 2 s m 0 8 3 裒傻 上海超级计算中心商业模式研究 组织开发和移植通用性应用平台类、工具类和应用类软件，为用户提供 应用程序移植、并行化及程序优化等技术支持工作。 组织用户培训，开展科普教育和宣传，接待社会各界来中心参观。建立 高性能和并行处理领域的研究生联合培养基地和大学生实习基地。 建立、健全现代管理模式，建设一支高素质的技术和管理队伍，合理、 充分调动人员的积极性，培养和吸引一批高级信息技术、高性能计算方 面的人才和高级专家加入高性能计算研究队伍。 承担超级计算中心日常行政、人事、财务、档案、后勤、物业等日常事 务管理。 以上海区域为中心，加强与其他超级计算中心、研究机构和高等学校的 联合，积极开展高性能应用技术交流和国际合作，促进高性能计算的发 展，完善上海高性能计算的应用环境。广泛调研，拟定上海高性能计算 总体发展规划，提出相关政策和建议。 上海超级计算中心目前主要计算设施有神威一1 超级计算机、神威集群计算 机系统、磁盘阵列、1 0 h 出口网络、图形工作站，以及针对神威一1 移植和开发的 一批国际上通用的共享源代码、针对神威集群购置、租用或与软件商共建的商业 软件平台。 2 0 0 3 年1 2 月1 5 日，上海超级计算中心与曙光信息创业有限公司签订协议，订 购1 0 万亿次的曙光4 0 0 0 a 超级计算机。2 0 0 4 年1 月，上海超级计算中, 5 , - - 期扩建工 程项目建议书获上海发改委批准，2 0 0 4 年4 月，上海超级计算中, b - - 期扩建工程 可行性报告获上海发改委批准，同月，上海超级计算中心二期工程正式启动建设， 主要内容包括定制l o 万亿次超级计算机、配套环境建设、网络系统升级、应用软 件平台建设。 1 2 论文背景和意义 上海超级计算中心开始投入运行时，无经验，二缺专业人才，硬件设备有 先天的缺陷，采取了边干边学边探索的模式，逐步建立起了应用软件平台，将最 初有限的几个应用领域拓展至目前的十多个，积累起运行维护的宝贵经验，形成 了支包括应用推广、并行软件开发、网络维护、系统管理、运营维护的专业人 才队伍，初步形成了以高校、科研院所、工业企业、硬件商、软件商、政府等构 成的生态系统，打造了国内和国外的知名度。在为上海承担的重大基础研究、重 大工程方面项目发挥了重要支撑作用，为城市的公益事业做出了杰出贡献，为普 及高性能计算应用立下汗马功劳。可以说上海超级计算中心的三年运作，为提高 上海城市综合竞争力做出了重要贡献。 一4 0 2 s 1 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 上海超级计算中心建成之初，市政府就要求其在未来实现市场化运作，当然 这不是简单的有偿服务的概念，而是要求s s c 在各方面要以企业模式运作，注重 营销、提高用户服务水平和能力、加大服务产品开发、加强成本核算等。三年多 来，s s c 在市场化运行模式上做了有益的探索，但纵观国际国内，公共超级计算 中心市场化运作基本无经验可借鉴。上海向以敢为天下先闻名，s s c 毕竟在三年 的摸索过程中把握到了一定的规律，开创性的思维也使s s c 远远没有把目光局限 在“计算”上，s s c 坚信能在市场化道路上求得生存和发展之道，开创出新天地。 当前国际、国内高性能计算机产业界和高性能计算应用领域正在发生在深刻的变 化，新技术、新商业模式的层出不穷带来了机遇和挑战，全球经济一体化更使我 们的经营范围宽广，上海启动了科技兴市战略，人均g d p 达n 5 0 0 0 美元之后面临 的产业升级、城市整体转型等，同时扩建工程即将上马，s s c 一直认为这一切蕴 含的机遇大于挑战。 在此背景下，按照市政府、市委、信息委和s s c 各级领导的要求，本文系统 对上海超级计算中心未来的商业模式作了研究。本文既是作为一篇申请m b a 学位 的论文，又是一篇对s s c 的实际贡献，在此之前无人对此做过系统的研究，尽管 联系过多个国际著名咨询公司，但终因价格过高或s s c 业务专业性极强、通常的 战略管理理论难以套用而选择放弃。本文的研究基本无参考资料，无成熟经验可 以借鉴。尽管如此，作者在完备的工程、科学和管理教育背景和实践经验的支持 下，根据在s s c 两年的服务并亲手创建多个业务模式的体会和业界洞察和认识， 完成了本论文工作。在研究过程中，作者没有拘泥于以往的经验和模式，而是从 局部、个别的角度转换到全局、整体的观点来思考，以战略咨询顾问的第三者眼 光来进行研究，希望制定出一个既切实可行、又相对长期的商业模式规划。但作 为一份研究完全真实组织的实际问题的报告，就事论事的成分难免很多，而理论 内容则很少，而且所有论点均带有局内人的局限性。这也是要特别说明的。 1 3 主要研究内容 本文第二章在分析了i t 发展状况和趋势、新兴计算模式、高性能计算行业情 况的基础上总结了s s c 面临的机会和威胁，我们着重要阐明的是技术发展对商业 模式的变革推动。其次分析了s s c 的内部环境，如当前业务情况、财务、人力资 源、组织结构，为第三章设计商业模式和第四章优劣势分析奠定基础。 第三章详细设计了s s c 的商业模式。 第四章作分析了s s c 的竞争和合作关系，通过分析，明确了优势和劣势，并 指明了未来应如何趋长避短、增强抗击威胁的能力。同时本章强调了合作的重要 性，提倡合作共赢对创建良好生态系统的重要性。 0 2 s m 0 8 3 袁俊上海超级计算中心商业模式研究 小结部分对全文作了总结。 6 一 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 第二章内外部环境分析 2 1i t 的发展状况和趋势 i t 经历了从集中到分散的发展，主要动力是半导体技术推动了p c 的发展和普及。 但是技术的发展导致了设备更新期越来越快、个人和企业i t 投资剧增、用户面对技术 发展不知所措、大量设备的闲置率极高。 当今的i t 产业经历了2 0 世纪末、2 1 世纪初的泡沫和破灭，传统的i t 厂商也经历了 无奈的衰退，他们开始在衰退中反省，真正从用户的实际需求出发提出了一系列市场 战略，而不是缔造i t 黑洞。比如i b m 推出的“电子商务随需应变”，就是要使用户的 i t 系统帮助用户实现业务的快速响应、灵活变化、专注和弹性能力，以面对复杂多变 的内外部环境。h p 提出的动成长企业的核心是为用户提供快速适应业务变化的动态资 源管理功能，支持业务连续运行的高可用性、安全性和灵活性。整个i t 市场在理智中 转型，曾经在鲜花中陶醉的厂商在经历衰退和转变观念的阵痛。企业对i t 系统的投资 越来越理性，反应在：1 、实施前进行了更多的业务分析、评估和论证；2 、更多地考 虑了投入和产出，成本问题倍受关注；3 、对集成、开放、灵活的i t 系统渴求强烈。 成本意识的觉醒是关键，其深刻地变更着采购模式、决策模式，改变着市场和技术。 当前，一种新兴计算模式一网格计算正在兴起，其根本出发点是用户需求和社会 需求，它有可能是继i n t e r n e t 、w e b 之后的“第三个信息技术浪潮”，将再次引发商 业和技术上翻天覆地变革的革命。 网格计算的定义从不同角度有很多种，归纳起来： 一种技术：按照美国网格计算领导人l a nf o s t e r 的定义。1 ，网格是构筑在互联网 上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设 各等融为一体，为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性，让人们透明 的使用计算、存储等资源。 其与因特网和万维网的区别在于：因特网只是将所有计算机连接起来，实现了计 算机之间基于标准协议的通信，万维网使用超文本协议实现网页的连通，仍然停留在 信息交换的阶段。而网格将实现资源的真正共享，解决目前的信息孤岛问题。网格的 主要特征是：一、资源共享，动态配置，协同工作，不存在任何集中控制，二、使用 标准、通用、开放的协议和接口，三、高服务质量，包括响应时间，流量、可用性和 安全性。 一种i t 基础设施：类比于电网、自来水管网、煤气管网，通过先进的网络设施互 联起来的所有资源，这些资源将按用户需要随需应变地为全社会提供服务。资源包括： 硬件、软件、存储、数据、信息和仪器等。 但在本文中，作者认为网格更是一种商业模式。用户当前自行购买硬件、软件和 0 2 s x 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 服务，实际购买的是计算服务。未来的用户直接按需购买计算服务。在网格为全社会 提供服务过程的各个产业链上经重新整合、洗牌、新生的各类企业，硬件商、软件商、 网格运营商、网络运营商、内容提供商等。整个】t 商业模式会发生革命性变革。当前 任何一个厂商欲在未来的网袼中生存秘发展，必须要使自己的用户观念、服务理念、 商业模式跟随技术的发展动态调整，否则将出局。这个商业模式将比当前要健康、环 保、经济。当前对于网格的怀疑仍广泛地存在，也许就像当年人们没有预料到美国的 a r p a 、；e t 会演变成i n t e r n e t 一样，及早的预见并采取行动才是在当今技术发展迅捷并 对商业环境产生革命性交化的趋势中的唯一生存之道。 网格计算发展模式可能沿着这样一个方向：研究网格企业网格专合作网格专公 用基础设施，其终极将是i t 资源变成象水电煤一样的公用资源，i t 变成平民化技术。 当前网格的处境就象1 0 年前的i n t e r n e t 和3 年前的l i n u x ，正在从技术计算进入商业计 算。主流厂商的共同判断是网格将在5 1 0 年内发展成为主流市场。 与过去一样，网格仍然起源于科学研究界处理超大规模计算问题和协作，与w e b 不同，网格的始彳乍蛹者是美国，但诞生w e b 的欧洲核子中心是最早建立起高能物理 数据网格( d a t a g r i d ) 的先驱之一。当前，全球i t 主流厂商中没有一家采取观望策略， 全部以各种方式发展自己的或公认的网格产品。 2 2 外部环境的分析 2 2 1 高性能计算机及其应用情况 超级计算机及应用在美国一向是作为国家战略资源进行投入和发展的，主要在国 家关键性应用如核武器设计、核试验模拟、航空航天等和重大科学基础研究中应用。 在基础科学研究领域，计算是继实验、理论之后的第三个认识世界的手段。近十年来， 生物技术异军突起，生物信息学成为高性能计算应用的重大领域之一，出现了专门为 基因测序等应用研制的专用超级计算机。同时，在国防领域发展起来的仿真手段逐渐 应用在一般工业中，如汽车工业，对缩短研发周期、节约经费、提高产品竞争力起了 巨大的推动作用，一般工业己成为高性能计算的另一个应用热点，许多大公司建成了 可与政府实验室相媲美的计算中心，如通用汽车仅用于汽车安全性设计分析的i b m 超 级计算机浮点性能就达到了9 7 亿次。 当前高性能计算应用的重要趋势是：高性能计算技术正在普及，高性能计算机市 场快速增长，l i n u x 操作系统、集群( c l u s t e r ) 技术得到广泛应用。这意味着方面 高性能计算机市场在增长，一方面用户取得高性能计算力的初始成本在下降。 高端的超级计算机及关键应用仍然由政府主导这一事实在中国也不例外。尤其是 全球第一大高性能计算机出口国美国对中国等国家实施出口限制，政府必须全力以赴 发展自己的高性能计算机技术。以神威、银河、联想、曙光为代表的国内高性能计算 ! ! ! ! 塑! 塞竺 圭塑塑堑生竺! 坐堕些蔓垄堑壅 机厂商的产品已在国家关键部门、产业界、政府得到应用。神威、银河的主导产品走 的是专用化路线，满足国家关键应用，联想、曙光走的是通用化路线。但在对可靠性、 可用性、安全性、稳定性等要求极为苛刻的商用事务处理领域如金融、电信等，仍然 以国乡卜产品为主导。 高性能计算应用方面的状况对上海超级计算中心具有重大影响。 从国际情况来看。全球t o p 5 0 0 2 0 0 3 年1 1 月的5 0 0 台超级计算机的应用领域见表 2 1 。其中工商业应用共计4 2 2 ，研究+ 学术应用共计4 6 。 从国内情况来看，t o p l 0 0 排名中5 0 台高性能计算机有4 5 台左右用于商业事务处 理，其他基本用于科学计算、工程计算等。浮点计算速度最高的前1 0 台计算机均应用 在基础研究领域，但台数不多，而商业事务处理尽管单台的计算能力不高，但装机数 量多，且基本为国外产品。 从国外情况来看，根据2 0 0 3 年1 1 月的t o p 5 0 0 超级计算机统计资料，超级计算机在 工商业领域和学术研究领域的装机比例是1 ：】。可见，超级计算机、高性能计算己不 再是学术研究领域的专属品。 表2 12 0 0 3 年l1 月t o p5 0 0 超级计算机统计“。 国内定位于非国家关键部门应用的离性能计算机厂商都将科学研究领域作为重 点目标市场进行开发，目的是刺激和满足此目标市场，推动政府间接的重大采购，在 积累技术、人才的基础上，将技术向低端产品如商用服务器移植，把产品线向商用领 域扩展。国内科学计算市场在蓬勃发展，科学计算市场教育和扩大的关键是并行编程 技术的普及。 国家仍然是超级计算机的主要的直接或间接用户。除直接下拨巨额经费支持满足 关键应用的专用超级计算机研制外，还通过8 6 3 计划、重大科学研究项目、重大工程 型号保障条件等形式采购国产超级计算机，同时地方政府也在大量采购以满足地方科 研院所、大学和气象预报等公益部门对高性能计算的需求。 从计算中心的发展历史来看，自八十年代至九十年代初计算中心曾非常普及，很 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 多城市、大学、大型科研机构均拥有自己的计算中心，主要设备是小型机、中型机到 大型机，计算模式是集中型。随着p c 的普及，大部分计算中心消失，但在需要超强计 算能力的国家关键部门、需实时处理大批商业事务的电信、金融等企业仍然保留了大 型计算中心。九十年代中后期，随着各领域计算分析技术的成熟和广泛应用，新兴技 术如生命科学、材料科学对计算能力的需求高速增长，工业工程领域对研发周期、经 费的苛刻要求，互联网技术的兴起对大型服务器的需求增长，使p c 或工作站远远不能 满足大型应用的需要，再加上超级计算机体系结构的突破性发展，集中性的计算中心 重新焕发生命力。在气象气候研究、高能物理实验设施设计和数据处理、宇宙演化模 拟、材料微观结构设计、石油勘探数据处理、核电站设计、航空航天气动和结构设计、 工业过程仿真和模拟、产品虚拟设计、计算机药物筛选、蛋白质折叠、基因测序、密 集型数据库访问和查询等领域，超级计算机服务器得到广泛应用。但这些计算中心 基本为一个单位或单个领域服务，而上海超级计算中心是全国第一个公共的超级计算 中心，其2 0 0 0 年底建成对外开放刺激了国内地方政府投资建设高性能计算中心热潮， 山东、陕西、湖北、深圳等地相继建立或筹备建立高性能计算中心。上海是国内倡导 公共计算中心的前驱。 从上海地区来看，对高性能计算的需求非常大。上海众多的高校、上海1 2 家中科 院研究所是主要的用户群，其次上海的支柱产业如汽车、钢铁、船舶、航空、航天、 核电、机电设备都是高性能计算用户，还有正在上海聚集的跨国公司研发中心。尽管 应用领域不同、应用特点不同，但相同的是这些用户都渴望有一令公共的、成本低廉 的、足够强大能满足其峰值和日常业务需要的、随需应变的超级计算中心。 2 2 。2 政治、经济和文化影响 当前中国在经济高速发展的同时谋求国际政治地位的进一步提高。由于高性能计 算在国防、国家安全等关键领域的重要地位及发达国家的封锁，国家仍然将保持对高 性能计算的直接和间接巨额投入。在体现国力的几大高技术领域，如航空航天、生命 科学、信息产业、材料工业等，高性能计算是重要保障条件之一。随着企业的不断壮 大和全球化经营，其对信息系统的依赖越来越大，用于事务处理的高性能计算机也将 不断增加，同时中国的发达地区如上海正在进行产业升级，从纯粹的制造基地向有自 主知识产权、自主研发方向发展，工业领域的研发极大地依赖i t f l 力。 但值得一提的是中国的高性能计算消费大户在可能的情况下更愿意争取投资购 置自己的系统，特别是由政府扶植的研究机构和产业，而不愿意去租用随需应变可得 的资源。一些对成本敏感的合资企业也愿意建立自己的系统。保密、投资体制、文化、 法律都是原因。但s s c - - 年的运行经验说明，一个组织建设自己的高性能计算环境只 能满足其大部分时间内的业务需求，而不可能去满足有限时间的峰值业务需求，因此 s s c 在这样体制和文化背景下更有其存在的合理性。 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 2 3 内部环境分析 2 3 1 总体情况 上海超级计算中心是一个只有三年多历史的新单位。对其当前状况的总体评价可 以总结为： 1 、在主机的运行维护、网络的运行维护方面已形成了一套有效的制度和方法， 为用户提供了高可用率的计算设施； 2 、应用领域不断扩大，在基础研究、工业工程等方面取得一定成果，掌握了部 分常用代码，用户届有一定知名度； 3 、人力资源非常缺乏，特别缺乏市场策划、推广、应用开发人才。在一些大类 的应用领域缺乏完整的策划、推广、开发、支持团队。 2 3 2 应用领域和用户分析 s s c 当前的应用领域仍然以科学计算为主，工程计算处于起步和发展阶段，数据 ( 信息处理) 业务尚未开展。 在科学计算领域，主要是数值天气预报等公益事业应用和基础科学研究。 公益事业应用领域，目前主要是数值天气预报研究和应用，方法研究阶段基本结 束，目前处于准业务运行的准备期。用户是上海气象局下属的台风研究所，因而基本 还是区域性气象预报。全球气候研究、海洋气候研究等尚未开展。 基础科学研究领域的用户基本是免费用户，以大学和科研院所为主。 从技术支持来看，这两类用户最需要的仍然是并行编程技术支持，特别是涉及到 针对底层系统对现有程序的移植和优化。 工程计算在2 0 0 3 年6 月以前因为缺乏商业应用软件平台无法开展，2 0 0 3 年6 月在购 置了一台6 4 c p u 的集群计算机系统并通过租用或和应用软件商合建平台的方式初步建 立起软件平台后，工程计算陆续得到开展。基本以收费服务为主。方式上或是出租软 硬件计算资源，或是提供一揽子的设计分析咨询服务。前者对于拥有较强大计算分析 人才队伍、持续承担大量设计分析任务的客户为主，如飞机总体设计所、著名汽车研 发厂商，后者以不具备大量计算分析人才或未有长期计算分析经验积累的客户为主， 如中小企业。但从趋势和市场整体情况来看，总体上不一定都是这样的情况，比如前 者仍然希望将部分设计分析任务外包，特别是当任务繁重、时间紧迫、纯粹是工作量 的业务。中小企业对计算分析日益重视，计算能力不足或并不打算购置软件时，需要 租用外部资源。 数据处理业务当前未能寻找到突破口。 当前计算资源已极度饱和，新系统上马将基本缓和需求和供给的矛盾，但新系统 是否适合数据处理业务尚待实际验证。 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 表2 ，2 是2 0 0 3 年s s c 用户清单。 当前的主要特点如下： l 、国家重大基础研究项目特别是国家自然科学基金、8 6 3 、9 7 3 等项目比例不高 2 、已逐渐开始介入国家或上海市重大工程项目； 3 、科学研究用户和项目多于工程类； 4 、科学研究用户对资源的需求全年表现稳定、长期，而工程用户需求呈现波动 5 、当前用户集中在大学、中科院系统研究所、大型工业企业或设计院。 6 、当前的业务模式主要是计算资源提供、工程咨询，模式单一。 表2 22 0 0 3 年上海超级计算中心用户和项目清单 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 2 3 3 财务分析 表2 3 是2 0 0 3 年s s c 的财务收支简表，当前s s c 尽管收入大于支出，但从收入结构 来看，仍然以政府项目收入居多，主要是上海市政府的项目为多，且地方政府有意识 资助为多，而并非是一个市场竞争的结果。从用户获得的服务收入2 0 0 3 年实现了零的 突破，主要来源于工程应用。必须看到随着2 0 0 4 年新系统到位，来自用户的收入将有 显著增加，同时2 0 0 4 年s s c 开始承担了国家的大量研发项目。 表2 3 上海超级计算中, d , 2 0 0 3 年财务简表 从费用结构来看，电费、入员工资、设备购置等是主要费用。随着新系统到位， 电费预计将增至1 8 0 万元，随着人力资源扩充，人员工资也将在2 0 0 4 年有显著增加， 设备购置2 0 0 4 年将得到政府专项资金资助，但2 0 0 5 年以后的4 5 年因用户需求零星购 置的设备等均需通过收入予以满足。同时，今年神威一l 系统的保修期已过，需承担 所有维修费用，其他各项设备和建筑物也将进入维修期。随着业务量扩充，其他费用 也将有所增加。 未来开源节流的任务非常艰巨。 2 3 4 计算设施维护 经过三年的探索，主机维护、网络维护、环境维护等均形成了完备体系，计算设 施基本是7 2 4 小时可用。 2 3 5 组织结构和人力资源 超算组织结构如下图 技术支持部负责主机及网络系统的正常运行、对用户上机项目的监控、作业统计、 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 用户应用环境保障等。 应用推广部负责用户开发、应用技术支持、用户解决方案设计和协调设施、用户 管理、用户培训、应用项目开发等。 研发部负责网格技术、算法技术、高性麓互联网络技术等研发。 当前人力资源处于轻度不足状态，高级系统管理、网络安全、市场推广、科学研 究应用技术支持等均需补充人才。新系统到位后，人才将严重不足。同时，s s c 承担 了国家8 6 3 、自然科学基金、上海科委、上海信息委的若干网格计算研发项目，网格 研发人才缺乏。 人力资源尚未建立起系统科学的招聘、考核、培训体系。 目前的用户上机管理流程很不完善，部门间界面仍有不清晰之处。当前各部门的 制度建设已迫在眉睫，如果说前面三年是在各方面进行探索，那么从现在开始应该是 经验总结、制度完善、探索创新并举。 应用推广部尚未在大类应用领域形成比较完善的队伍，技术支持能力和市场推广 能力明显不足。不足以与新系统的计算能力相匹配。 图2 1 上海超级计算中心组织结构图 2 4 机会分析 从以上分析我们总结出当前s s c 面临的机会如下“1 ： l 、中国持续增长的经济将带来政府增加对公共基础设施、战略单位、重大基础 研究项目、重大工程的投资，s s c 的设备更新将能得到保证，用户能拿出更多的科研 经费购买计算力和专业服务： 2 、政治体制改革、投资制度改革将把更多的科研院所、高校、国有大中型企业 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 推向市场，必将增强其成本意识、产品竞争意识，对专业化服务需求将增长，有利于 拉长产业链，促进分工。s s c 在为这些用户服务时将能逐渐地市场化； 3 、产业正在升级换代，发达地区尤其是上海面临着e h n 造基地向自主研发的过 渡，将带来对高性能计算的需求增长； 4 、上海正在启动的科教兴市的战略特别强调对公共技术平台的建设，同时为提 高城市综合竞争力、降低商务成本，将给予超算更多的发展机会，当然也会给予更多 的压力和职能； 5 、网格技术提出的初衷符合设立s s c 的初衷。同时网格计算将给s s c 带来全新的 商业机会，将在未来转型成网格运营商； 6 、全球高性能计算技术发展轰轰烈烈，在这样的一个背景下普及高性能计算、 推广应用能借得大环境支持： 7 、上海集聚了全球和全国的大型制造企业、科研院所、工程研发机构、高校、 专业化服务公司、软件商、硬件商，已具备产生如国外一样全面合作竞争、绵长的产 业链，在产业链形成的过程中，s s c 或联合体或控股公司将能找到不同定位。 2 5 威胁分析 1 、计算力初始获得成本正在降低，特别是l i n u x + 集群技术的普及应用。s s c 纯 粹依靠计算能力不足以存活。但计算能力是基础，s s c 必须寻求以计算能力为核心的 综合能力的发展，将技术开发、服务、软件、资源整合和利用能力叠加至计算力上， 才有可能在计算力贬值的趋势下生存和发展； 2 、全国各地、上海的几所高校纷纷建设高性能计算中心，超算应在竞争和合作 状况分析的基础上制订差异化竞争战略，并尽可能地站在更高的层面其整合作用，而 不是在一个较低的层面直接竞争； 3 、用户对数据安全的要求越来越高，共享的计算资源必然带来用户的不安。必 须借鉴银行、证券、企业数据中心的关于安全的管理模式和技术全面提升s s c 的安全 水平； 4 、超算目前机种单一、人才资源匮乏可能对一些拟开展的业务模式造成严重影 响： 5 、目前的投资主体单一( 只有上海市政府) ，但升格为国家级s s c 又存在与地方 政府的关系可能疏远的担心。惟有地方政府和中央政府的紧密合作，才能对未来s s c 的生存和发展有利。 0 2 s m 0 8 3 袁俊上海超级计算中心商业模式研究 第三章上海超级计算中心商业模式设计和分析 目前政府是s s c 资金来源的主体，一方面s s c 的主要设备由政府投资购置，一方面 s s c 主要运行经费由政府支持，最后，s s c 承担了许多政府下达的研发项目。因此政府 始终是s s c 最大的用户。从回馈的角度来说，s s c 要履行政府赋予的各项职能，不但为 科研、产业、公益事业提供共享资源，而且要为政府的战略举措提供支撑，取得真正 业绩，被市民认同为政府政绩。 s s c 功能的发挥却应通过市场化方式，最为重要的是提供服务应有利益回报。其 根据是：一、市场化运作有助于提高s s c 整体服务水平、服务质量、技术水准，从而 更好地服务于用户、服务于全上海，二、市场化运作是高效率的要求，有助于提高政 府投资的效费比，提高资源利用率，提高上机项目的质量、水平。s s c 和其他商业组 织不同的是，用户的利益回报并非一定是直接经济利益，但s s c 追求的最终回报一定 是社会的整体经济效益的提高，如此部分社会效益会通过政府再投资转变成s s c 的效 益。 提供高性能计算资源在过去、当前和未来都将是上海超级计算中心的主业，是其 创立、存在的根本前提、立命之本，s s c 的其他业务模式均是其外延或以此为基础。 而且超大规模计算资源是构成其竞争优势的内核，s s c 品牌的重要内涵仍然是其独一 无二的计算能力。 3 1 本文对商业模式的定义 商业模式( b u s i n e s s m o d e l ) 向来被在各种不同场合应用，从而拥有不同的定义。 本文中商业模式有三层含义： 1 、业务模式：即组织按大类划分的业务单元及其运营、盈利模式； 2 、具体业务：在业务单元中组织提供的具体的服务或产品的设计、分析，包括 服务或产品定义、目标用户、传递途径： 3 、竞争合作策略：指在对各项业务竞争和合作分析的基础上提出的主要推行策 各。 3 2 业务模式一：高性能计算应用服务提供商 该业务模式是s s c 的核心和基本业务，即为基础性科学研究、应用科学研究、工 业工程、数据处理等提供计算资源和配套服务。其核心是提供计算资源，含软件、硬 件和存储，不可或缺的是配套服务，如各种技术支持、提供整体解决方案等。 3 2 1 业务l ：提供基础性科学研究计算资源 目标用户：从事基础科学研究的高等院校、科研院所。 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 应用特点：侧重于理论研究和方法研究，通过计算探索和发现自然界的规律。主 要采取自编程序或移植国际上普遍使用的免费源程序，部分使用商业软件包。通常是 在读的硕士或博士生在导师的指导下进行具体计算工作，因而有充足的时间、精力放 在程序编制上，并且掌握该程序在全球应用情况。其对程序的并行性麓要求较高，往 往需要针对特定平台对程序进行优化，同时在并行移植和优化方面对技术支持服务能 力要求较高，s s c 的应用技术支持必须具备应用领域的专业背景才可深入理解用户需 求和程序内核。这些用户的计算量大，过去和当前仍然是s s c 主要资源的使用者。其 应用具有长期性。 典型应用：天体物理，全球气候研究，基因测序，基本粒子物理学等。 价值链分析：s s c 在用户价值链中的基本作用是长期提供计算资源，外加程序移 植优化、培训、应用技术支持。进一步的价值是为用户申报研究项目提供条件支撑， 或作为合作承担单位，提高项目申报的成功率，并可扩大项目规模和经费。 利益体现：一般来说这些用户和应用无产业背景纯粹是跟踪国际研究前沿，期望 提出独创性方法、理论，或发现新的自然现象、规律，用户期望成果获得国际和国内 学术界肯定，提升个人和单位的知名度，获得国内科研项目审批机构肯定，滚动获得 持续经费支持。对此类用户s s c 的利益体现以名为主，以直接经济利益为辅。着重以 s s c 在研究成果中的特殊贡献加强对政府的营销工作。同时，在对这些用户的支持过 程中，s s c 将能系统从用户处获得代码、资料、经验、理论知识，通过积累和再利用 为该领域的其他用户提供服务。再有，在长期的参与研究过程中，可发现潜在的商机， 一方面未来s s c 可有选择地在某个或几个领域充当先锋，整合各方力量，主导国家对 研究方向、投入的政策，直接获得研究经费，一方面科研的很多副产品可以转化成直 接生产力。从直接利益来看，有用户支付的机时费、技术服务费、致谢权( 用户利用 s s c 的计算设施或和技术支持所发表的各类论文应有书面致谢，并应r 句s s c 提供该论 文的复印件和说明材料发表刊物或会议、时间等，s s c 以此系统地整理应用成果，对 外宣传，并向政府定期提供汇报材料进行政府营销) 、成果分享权( 理想情况下，用 户将直接支付所有机时和技术服务费，但实施起来颇具困难。在此情形下，s s c 着重 于用户未来经济利益的分享权。一般有三种情形：一、该用户的项目滚动发展，支持 资金增加，此时根据用户资金状况要求支付前期服务费用，二、研究成果直接变卖， 三、研究成果由用户独立或联合其他实体产业化，s s c 将以总服务费用相对此研究成 果的价值比例享有公司股权。) 3 2 2 业务2 ：提供应用性科学研究计算资源 目标用户：从事应用性科学研究的高等院校、科研院所、跨国公司 应用特点：以产业为背景或面向产业的基于已有理论体系、方法和程序的应用性 研究。通过计算解决产业界的基础性科学或技术问题、或发现有商业价值的新材料、 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 药物或方法。比如中科院上海药物所从事的新药计算机筛选、中科院技术物理所从事 的红外光电材料的第一性原理设计等。主要采取自编程序或移植国际上普遍使用的免 费源程序，部分使用商业软件包。在软件使用上具有长期性和重复性，一旦熟悉软件 后，基本独立开展工作，方法和理论上既追求创新性，但对生产效率有关注。这些用 户的计算量大，过去和当前仍然是s s c 主要资源的占用者之一。其应用具有长期性。 典型的应用：药物计算机筛选，材料微观结构设计，金融模拟。 价值链分析：超算在用户价值链中的地位是提供计算资源，程序移植优化、培训、 应用技术支持。 利益体现：由于这些应用直接面向产业，用户追求以下三个方面中的全部或部分 价值，一、研究成果获得国际和国家肯定，二、持续获得研究经费支持，三、成果转 化直接转化为生产力。对此类用户s s c 名利均须关注，但具体至用户采取各不相同的 措施。比如，当前国外跨国制药公司将产业链中的药物计算机筛选工作移至中国，这 类用户基本倾向使用资源独立开展研发工作，应直接收取机时和服务费。对国内用户， 可采取多种利益体现形式。如对用户成果产业化后的利益的分享权；利用其科研成果 加强对政府的营销；在对用户支持过程中，能获得代码、资料、经验、理论知识，通 过积累和再利用为该领域的其他用户提供服务；发现潜在商机和商业伙伴，成立专业 研发服务公司等。 3 2 3 业务3 ：提供工业工程计算资源 目标用户：从事工业工程研发、设计的研究院所、设计院所、厂、公司、高校、 工程服务公司等。 典型应用：汽车安全性设计，民用飞机设计，炼钢过程模拟，土木工程抗震设计 等 应用特点：完全是产业所需的各种研发、设计工作。通过计算对设计方案进行评 估、筛选、优化、验证，缩短研发周期、降低成本、提高产品竞争力。基本使用国际 上通行的商业软件包。对计算资源的需求随项目而波动，有阶段性特点，除求解器类 软件外，还需多种配套前后处理软件，对图形设备要求较高。当前希望能远程交互使 用资源，但受技术和网络基础设施限制，输出数据量庞大，数据保密性要求极高。 价值链分析：提供软件和硬件计算资源，应用技术支持 利益体现：在美国，国家级超级计算中心一般为政府的军事、安全、前沿科学研 究提供服务，而对民用工业并不关注，州一级超级计算中心会为本州的工业创新进行 服务，但超大型企业一般自行投资建设企业级超级计算中心。上海s s c 开始也只是为 科学研究提供计算资源，但随着经验的积累、计算平台的不断丰富、用户需求的驱动， 为上海支柱产业的研发提供高端计算资源服务已越来越迫切。上海s s c 具备的软硬件 资源和计算能力是上海任一家大型企业都无法比拟的，即便是象宝钢研究院、泛亚汽 0 2 s m 0 8 3 袁俊 上海超级计算中心商业模式研究 车技术中心这样资金雄厚的企业。利益体现主要是用户直接支付的软硬件机时费、技 术服务费用，其次上海地区支柱产业的重点用户将十分有助于对政府的营销：因为s s c 实现了对科学研究、公益事业、产业较为全面的支持，真正意义上发挥了政府公共技 术平台的功能。 3 3 业务模式二：高性能计算增值服务提供商 3 3 1 业务1 ：工程咨询服务 目标用户：从事工业工程研发、设计的研究、设计院所、公司、高校和专业工程 服务公司等。 典型应用：有限元分析，计算流体动力学分析，电磁场分析 应用特点：产品研发过程中虚拟产品开发中的仿真分析工作( c a e ) ，目的是减 少原型机实物生产和试验数量，在计算机上评定、优化、验证设计方案，降低研发成 本，缩短周期，获取产品的机械、力学或电磁性能。基本使用国际上通行的商业软件 包，为用户提供智力型技术服务。 价值链分析：用户将虚拟产品开发中的整体或一部分外包，常见的有建模、分析。 更有用户倾向将c a d 、c a b 、改进或优化设计整体外包，此时常需要有数个商业联合体 联合承接该类项目，比如超算正在和国际和国内知名工程咨询公司联合开拓此方面的 业务。在国外，此类专业外包服务非常普遍，特别是在汽车行业，如底特律有两千多 家汽车研发服务公司。 利益体现：以直接经济利益为主。此外，超算对工程服务公司提供i t 设施或和 其合作对上海支柱产业的研发提供支撑有助于实现政府对产业升级换代、促进由制造 基地向研发基地转型的重要职能，非常有助于对政府的营销。同时政府也在试图投资 建设系列的研发中心，如上汽研发中心，s s c 可以扮演基础平台或资源整合商的作 用。 3 3 2 业务2 ：专业培训服务 目标用户：从事高性能计算研究和