HPC正在改變，中科曙光突破的不止是技術(shù)創(chuàng)新

原標(biāo)題：HPC正在改變，中科曙光突破的不止是技術(shù)創(chuàng)新

今年夏季的ISC 2019在德國(guó)法蘭克福召開(kāi)，展現(xiàn)了最新的業(yè)內(nèi)情況。

除了看TOP 500的排名之外，業(yè)內(nèi)更關(guān)心性能指標(biāo)、產(chǎn)品架構(gòu)和最新的應(yīng)用情況。這不，2009年至2018年累計(jì)獲得9屆中國(guó)HPC TOP100的榜首中科曙光新一代硅立方高性能計(jì)算機(jī)亮相ISC 2019之后，引來(lái)無(wú)數(shù)同行參觀，從安裝開(kāi)始就有專家10多次去觀看。這款HPC有何魅力？

其實(shí)，除了這款產(chǎn)品的性能、架構(gòu)、配置等代表了中科曙光HPC最新技術(shù)的研究之外，還代表了該公司對(duì)HPC產(chǎn)業(yè)的思考：行穩(wěn)致遠(yuǎn)，才能為產(chǎn)業(yè)、生態(tài)和用戶帶來(lái)更多價(jià)值。

本文，我們通過(guò)中科曙光對(duì)HPC的思考，一起看當(dāng)前HPC產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生的變化。

TOP 500 誰(shuí)最強(qiáng)？

先從今年的TOP 500排名說(shuō)起。

按照國(guó)家份額來(lái)劃分：部署在中國(guó)的HPC，占44%，一共有220套；美國(guó)占23%，一共有115套；日本占6%，一共有30套；法國(guó)占4%，一共有20套。

按照公司排名來(lái)算，在中國(guó)的占比中，中科曙光一共為63套，占比13%。而在美國(guó)，數(shù)量較多的是HPE 40套，占比8%；Cray 42 套，占比9%，Bull 21 套，占比4%。其他占比較多的有富士通、戴爾、IBM等廠商。

按照技術(shù)的維度看，在TOP 50中，采用NVIDIA系列的產(chǎn)品有12套、Xeon Phi系列的有8套，Power BQC的有3套，ShenWei的有一套。

今年榜首為美國(guó)的Summit，F(xiàn)lops 為148.6P；去年為143.5P，略有提升；第二名為Sierra，F(xiàn)lops保持不變，為94.6P。中國(guó)的太湖之光和天河二號(hào)繼續(xù)為第三、第四名。

從排名看今年變化

在TOP 500的官方網(wǎng)站上，有各種維度的數(shù)據(jù)，有興趣的可以仔細(xì)看一下,需要說(shuō)明的是，官方數(shù)據(jù)也在不斷更新中，細(xì)節(jié)上可能有所出入。

從今年這個(gè)排名上也可以看出來(lái)一些新的變化。

1.數(shù)量看，中國(guó)市場(chǎng)份額占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是美國(guó)、日本和法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)。但是從性能優(yōu)勢(shì)來(lái)看，中國(guó)尚有進(jìn)步空間。

2.廠商角度看，中國(guó)廠商也占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，排名占據(jù)前三，占比也比去年有提升。

3.從核心技術(shù)來(lái)看，英特爾和NVIDIA在芯片上又邁進(jìn)一步，英特爾的芯片仍舊占絕對(duì)主導(dǎo)地位，占比數(shù)值為95.6%。

4.以太網(wǎng)的技術(shù)仍舊為主導(dǎo)，其次是InfiniBand。當(dāng)然在速度最快的系統(tǒng)中，40%的系統(tǒng)采用自定義連接。

5.能源效果并沒(méi)有太大變化，測(cè)試基準(zhǔn)也沒(méi)有太大變化。

不過(guò)，官方也在TOP 500發(fā)布時(shí)說(shuō)明，從數(shù)量來(lái)說(shuō)，中國(guó)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；但是從質(zhì)量來(lái)說(shuō)，也就是總體的PFlops來(lái)說(shuō)，中國(guó)并非榜首。大白話翻譯一下：部分高性能機(jī)器是用數(shù)量堆起來(lái)的，性能并不突出，偏離“高性能計(jì)算”原本的含義，這也是值得警惕的事情。

同時(shí)，官方在公布Top 500榜單時(shí)，還提出兩個(gè)問(wèn)題。1.隨著摩爾定律，HPC的未來(lái)是何處？這其實(shí)引申的問(wèn)題是，每年HPC除了拼性能之外，還有什么可突破的地方？不能總是用性能來(lái)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。2.有沒(méi)有一個(gè)新的測(cè)試基準(zhǔn)？這是因?yàn)?，從去年開(kāi)始，F(xiàn)aceBook這類廠商搭建的系統(tǒng)（自建）進(jìn)入榜單。如果保持原有的測(cè)試基準(zhǔn)不變，那么對(duì)架構(gòu)的要求是否有所改變，這意味新的游戲規(guī)則開(kāi)始了。

總之這些都是新形勢(shì)下的挑戰(zhàn)和變化，對(duì)于一個(gè)產(chǎn)業(yè)、一個(gè)公司和一個(gè)產(chǎn)品的走向而言，都具有思考意義，否則，TOP 500就會(huì)成為為了榜單而沖榜，失去了原有交流、學(xué)術(shù)和技術(shù)前沿的含義。

全新一代產(chǎn)品發(fā)布

每年發(fā)布TOP 500之后，業(yè)內(nèi)也有這樣或者那樣的討論，總體看，都是如何進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而不是僅僅落在排名方面。

這也是中科曙光HPC一直在思考的事情。

從中科曙光的HPC發(fā)展路徑來(lái)看，3次進(jìn)入全球TOP 500前10，創(chuàng)造了眾多第一；產(chǎn)品從曙光一號(hào)到當(dāng)前的曙光6000、最新發(fā)布的新一代硅立方高性能計(jì)算機(jī)等，一直在這條道路上不斷迭代，到目前為止已經(jīng)交付了1萬(wàn)多套HPC，是亞洲名副其實(shí)的最大HPC供應(yīng)商。

之所以有這樣的成就，這和中科曙光一直保持技術(shù)創(chuàng)新分不開(kāi)。本次發(fā)布的產(chǎn)品也是技術(shù)創(chuàng)新的代表：采用異構(gòu)架構(gòu)，可以對(duì)CPU、GPU、AI等芯片采用“自由組合”的方式，提高了系統(tǒng)的能效比；采用高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提升了IO性能和可擴(kuò)展性；采用EB級(jí)高性能存儲(chǔ)，率先進(jìn)入EB市場(chǎng)；采用全浸沒(méi)式相變液冷技術(shù)，突破了密集型計(jì)算的冷卻瓶頸，PUE降低至1.04；采用智能的先進(jìn)計(jì)算平臺(tái)，兼容不同應(yīng)用框架的彈性資源調(diào)度,從運(yùn)維到運(yùn)營(yíng)的體系化覆蓋。

可以說(shuō)，這個(gè)產(chǎn)品從架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺(tái)等方方面面做出了巨大升級(jí)，這也是此次中科曙光展示的重點(diǎn)，要向全行業(yè)展現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先性，保持中國(guó)力量，借此機(jī)會(huì)展開(kāi)更多、更好的合作，共同做大生態(tài)圈。

在展臺(tái)這兩天，除了聽(tīng)會(huì)之外，密集的與產(chǎn)業(yè)各方面交流，也傾聽(tīng)了中科曙光高性能計(jì)算產(chǎn)品事業(yè)部首席科學(xué)家吉青博士等人對(duì)曙光自身發(fā)展的觀點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)，有如下想法。

首先，TOP 500在求變。經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展之后，TOP 500的體系相對(duì)成熟。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展和新應(yīng)用的不斷增多，如何讓榜單體系更合理，更接地氣，組委會(huì)也在考慮。未來(lái)不排除采用多個(gè)細(xì)分基準(zhǔn)的測(cè)試，這樣就能囊括的范圍更廣、參評(píng)的企業(yè)更多，而不是僅僅強(qiáng)調(diào)分?jǐn)?shù)和排名，那樣就會(huì)形成現(xiàn)在“數(shù)量和質(zhì)量”之間的矛盾，放在中國(guó)尤為如此。

其次，不斷追求極致的技術(shù)。讓“高性能”本身回歸技術(shù)范疇，在科研、生物、化學(xué)、氣象等領(lǐng)域深入應(yīng)用，不斷與最新的技術(shù)結(jié)合，不斷突破現(xiàn)有的技術(shù)邊界。比如此次中科曙光發(fā)布的產(chǎn)品在架構(gòu)、存儲(chǔ)、冷卻技術(shù)上均有大的突破，這意味著中科曙光憑借著20多年的積累，穩(wěn)步的走在了全行業(yè)的前列。

盡管從數(shù)量來(lái)說(shuō)，中科曙光并不是最多的，但能帶動(dòng)全行業(yè)的趨勢(shì)發(fā)展和變革，這是最值得學(xué)習(xí)的地方。當(dāng)然，如果中科曙光沒(méi)有“行穩(wěn)致遠(yuǎn)”的精神和一腦門(mén)“科研精神”，就不可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，從Supercomputer跨越到Supercomputing（從超級(jí)計(jì)算機(jī)到超級(jí)計(jì)算技術(shù)）。背后始終是技術(shù)驅(qū)動(dòng)、行業(yè)驅(qū)動(dòng)和用戶驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)然，有了技術(shù)不是最好的。最好的是傾聽(tīng)用戶的聲音，在應(yīng)用、提高HPC的效率方面做出變革。

如何讓HPC發(fā)揮最大價(jià)值？

讓HPC技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合，這也是近年來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)。這意味著從用戶的需求開(kāi)始，HPC廠商就應(yīng)該進(jìn)入服務(wù)過(guò)程中，從咨詢、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)到運(yùn)維等全流程全部納入到服務(wù)范圍之內(nèi)。盡管這些年中國(guó)HPC已經(jīng)在應(yīng)用方面有了較大的改變，但是還不夠。這包括：如何讓硬件發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)、如何讓?xiě)?yīng)用平臺(tái)與軟件調(diào)優(yōu)想適配，如何讓用戶有自主使用資源的權(quán)利等，這些都值得探討。

中科曙光的做法是，除了傾聽(tīng)用戶的聲音之外，還搭建了EasyOP在線運(yùn)維管理平臺(tái)和先進(jìn)計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，囊括了硬件調(diào)優(yōu)服務(wù)、知識(shí)庫(kù)等服務(wù)，通過(guò)共享和開(kāi)放的形式，逐步探索新的服務(wù)模式，滿足不同類型的用戶需求。也就是說(shuō)，用戶不管是購(gòu)買(mǎi)硬件（不管是否包括運(yùn)維服務(wù)）還是購(gòu)買(mǎi)服務(wù)（租用硬件），中科曙光的超算服務(wù)平臺(tái)都可以滿足。

除此之外，中科曙光還以“資源池”的方式構(gòu)建HPC的基礎(chǔ)設(shè)施，歡迎不同地區(qū)的資源加盟，納入到EasyOP平臺(tái)中，逐步做大HPC的生態(tài)圈。當(dāng)前，已經(jīng)在中國(guó)安徽、河北以及歐洲建立三個(gè)分中心，活躍集群接近200套。這是在商業(yè)模式、資源利用、用戶服務(wù)方面均有所創(chuàng)新。

實(shí)際，這種模式再延伸就會(huì)成為業(yè)內(nèi)技術(shù)——產(chǎn)品——解決方案——平臺(tái)——生態(tài)的發(fā)展路線，成為國(guó)內(nèi)首屈一指的HPC生態(tài)圈，那樣，用戶可以將自己的應(yīng)用封裝，供其他類似場(chǎng)景的用戶調(diào)用，消滅“發(fā)明輪子”的過(guò)程，極大刺激和繁榮同行之間的交流，促進(jìn)HPC的高效利用。

正如中科曙光高級(jí)副總裁任京暘一再?gòu)?qiáng)調(diào)的，中科曙光會(huì)加強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)長(zhǎng)期、穩(wěn)定的研發(fā)投入，聯(lián)合上下游合作伙伴共建全球范圍內(nèi)完善的先進(jìn)計(jì)算生態(tài)，助力中國(guó)超算事業(yè)服務(wù)于世界。

這可能就是中科曙光帶給業(yè)內(nèi)的，不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新，而是用更多的方法論和實(shí)踐促進(jìn)產(chǎn)業(yè)更好的交流合作，促進(jìn)HPC高效使用，讓HPC成為全社會(huì)計(jì)算的基石，讓更多人享受到技術(shù)的便捷和價(jià)值，從而帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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