对于HPC而言,技术与应用的创新虽然提供了产业发展所必需的基础条件,但是距产业化发展还有一段距离。事实上,除了技术与应用之外,产业链的构成以及产业整体应用环境的不断成熟,都是推动HPC普及化进程的重要因素。
本报记者 张伟报道
昂贵的价格、巨大的体积,高性能计算(HPC)尽管是计算科学的重要分支,并在科研计算单位和政府大型实验室中担纲重要角色,但终究带着一种计算领域的“贵族”气息,如何从“旧时王榭堂前燕,飞入寻常百姓家”,实现产业化和普及化,已成为HPC产业发展亟待解决的重要命题。
“HPC要实现真正意义上的大规模商用,突破应用与运营成本的瓶颈,采用更易于部署、更易于使用和管理,更能有效降低客户运营成本的解决方案,将成为HPC产业发展的重心。” 微软大中华区服务器方案销售总监黄健聪日前在接受记者采访时表示,目前,HPC作为商业服务一项重要的信息化技术,已逐渐成为企业发展的核心动力,并进入普及化的快车道。从某种意义上说,多核处理器的盛行,意味着在不远的将来,每个人桌面的普通计算机都相当于现在的超级计算机。
“贵族”之痒
据记者了解,自上世纪 90 年代开始,随着研究领域与商业活动的联系日益紧密,以HPC 为基础的计算科学得到了显著发展。在许多工业领域,如汽车、航空航天器的设计制造、石油勘探、地震资料处理及国防(核爆炸模拟)等,HPC 已成为首选的研究方法。在教育、科研等领域,HPC有着更广泛的施展空间。在生命科学、材料设计、气象气候研究等学科中,HPC 也不再是作为实验和理论的补充角色出现,而是与科学实验、理论研究一起成为促进科技进步的三驾马车。
“普及化将成为HPC产业发展的重心。”曙光公司副总裁聂华认为,所谓普及化,是指超级计算机走出科研领域,更大规模地渗透到商业企业应用中。尽管HPC的发展步伐正在不断加快,但从目前的情况看,过高的成本和应用的复杂性,成为制约HPC普及化进程的阻碍。
对于商业用户而言,过去部署传统的HPC常常需要经历一个漫长而艰辛的设置过程。漫长的等待不仅无谓地增加了企业的运营成本,而且还延缓了用户的项目进程。同时,由于传统的HPC在兼容性方面准备不足,缺乏融入IT 基础结构的能力,因此也使企业在保持系统的更新方面变得十分困难。
另外,传统的HPC 还使企业在作业管理方面遭遇到严峻的挑战。由于缺乏融入终端用户应用程序的能力,也使企业在HPC 的应用与管理方面,必须面对更多的困难,而并行应用程序的生态系统有限所造成的应用程序的普及效果不佳,也极大地增加了企业应用与管理的复杂性。
聂华指出,在中国的高性能计算市场中,操作系统的稳定性、易用性是用户选择产品的重要因素。同时,作为软件及操作系统最优运行的重要因素,成熟完善的硬件平台以及针对行业应用对系统不同层面的优化与整合,也在用户的应用中扮演着关键角色。基于此,曙光公司与微软联合成立了“软件技术测试实验室”,力图整合双方在高端企业级层面的优势资源,为高性能领域的用户提供更优质的产品及解决方案。
解决之道
从IDC公司发布的最新统计数据来看,HPC的重要性完全显现,目前所有的四核微处理器都安装了HPC系统。此外,HPC的发展也非常引人注目。数据显示 ,2004年只有16%左右或者说165万台处理器安装HPC系统,而到2006年已有大约335万台或者说超过26%的处理器安装了HPC系统。
这些数据可以解释为什么微软公司会在最近宣布,其目前正在努力开发并行计算的新项目,与曙光、浪潮、安世亚太、上海超级计算机中心等共推WCCS系列产品。这些数据也解释了惠普公司为什么把刀片系统放在办公室里使用,并称之为“盒子里的超级计算机”。同时,也说明了英特尔公司为什么把Xeon Penryn系列的处理器投放给HPC系统用户。
牢牢把握和推广HPC是成为市场领导者的重要标志,微软、IBM、Sun、HP等主流企业正在努力朝着这个方向前进。
“在HPC系统中,硬件设施固然是不可或缺的组成部分,但操作系统和应用软件才是激发系统发挥出最优化核心功能的‘灵魂’。”黄健聪指出,通过与现有的基于Windows的IT构架更好地集成,微软的WCCS2003提供了一整套经过优化的HPC解决方案。微软正在与多家软硬件合作伙伴开展密切协作,为其提供广泛的集成化支持。此外,微软还与多家学术机构合作,开展一系列为期数年、斥资数百万美元的联合项目,推动HPC的普及化进程。
“我们设计并提供了一个巨大成果——超大规模架构中的开放式计算与存储平台。该平台将行业级计算的能力扩展到部门级集群,直到千兆兆级浮点运算环境。”Sun公司主管系统事业部的执行副总裁John Fowler表示,Sun公司推出了满足当今对计算、规模与存储有着极高要求的HPC用户需求的两款新系统。Sun星座系统是全球首款开放式千兆兆级计算环境,它将超高计算密度、高性能计算、联网技术以及存储功能和软件等集成在一个通用系统中。Sun StorageTek 5800存储系统的设计在于通过适用广泛的元数据设备来确保海量数据的长期保存、保护和完整性。
“蓝色基因/P几乎将第一代蓝色基因/L的性能提升了3倍,一举成为目前世界上运算速度最快的超级计算机。” IBM深度计算副总裁David Turek强调,在HPC领域,蓝色巨人IBM的身影不容忽略,在全球500强超级计算机的前10名中IBM占了6席,前100名中占了46席。
黄健聪认为,对于HPC而言,技术与应用的创新虽然提供了产业发展所必需的基础条件,但距产业化发展还有一段距离。如果人们希望HPC的普及化时代早日到来,还必须依赖更多的市场驱动元素。也就是说,除了技术与应用之外,产业链的构成以及产业整体应用环境的不断成熟,都是推动HPC普及化进程的重要因素。