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高性能计算的走向普及
时间: 2019-08-06

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  中国在高端计算机的研制方面已经取得了较好的成绩,掌握了研制高端计算机的一些关键技术,参与高端计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界,有力地推动了高端计算的发展。随着中国信息化建设的发展,高性能计算的应用需求在深度和广度上都面临蓬勃发展。

  高性能计算作为第三大科学方法和第一生产力的地位与作用被广泛认识,并开始走出原来的科研计算向更为广阔的商业计算和信息化服务领域扩展。更多的典型应用在电子政务、石油物探、分子材料研究、金融服务、教育信息化和企业信息化中得以展现。经过十年的发展,中国在高性能计算水平上已跻身世界先进水平。

  国内做高性能计算的企业中有三家主力厂商,他们是曙光、联想和浪潮。863计划十几年来,曙光始终在研发过程中起着带头作用。高性能市场中,曙光高性能计算机销量已超过1000套,在国内应用是最广泛的。联想进入高性能市场比较晚,但是从其公司运作能力和市场化的能力看,虽然其遇到了一些困难,但是未来的发展潜力巨大。而浪潮以服务器起家,但在高性能方面,原来技术较弱,但是比较专一于高端商用市场,通过与大专院校的合作,发展比较快。

  赛迪顾问分析师刘新在接受《中国电子报》记者采访时称,看国内高性能计算的前三名,曙光的整合计算、细分应用是其特点。由于具有长期的技术积淀,深厚的行业背景,鲜明的品牌形象,是国内三大品牌中商业化最成功的企业,但面临国内、国外的双向夹击,发展道路坎坷不平。而联想长期“贸工技”的战略使其可能会缺乏技术的积淀,今天晚上开什么码!做惯了PC设备供应和服务,在高性能计算领域显得底气不足,其主要市场策略依然延续PC模式,依靠低价等吸引用户是一大特色。而浪潮给人的感觉是在高性能方面有点缺乏技术实力和远见。

  也许有人认为,高性能计算离我们的实际生活还很遥远,但是金融、电信、税务、能源、制造等行业中的很多企事业都已经开始应用高性能计算,而作为普通百姓的衣食住行,我们在刷卡购物、打电话、听天气预报、出门坐车时也已经在享受高性能计算所带来的准确与方便。

  通过记者的采访,相关厂商一致认为,高性能计算走向普及已是大势所趋。这主要是由于商品化趋势使得大量生产的商品部件接近了高性能计算机专有部件,标准化趋势使得这些部件之间能够集成在一个系统中。

  高性能计算机的主流体系结构收缩成了三种,即SM、CC-NUMA、Cluster。在产品上,只有两类产品具有竞争力:一是高性能共享存储系统;二是工业标准机群,包括以IA架构标准服务器为节点的PC机群和以RISC SMP标准服务器为节点的RISC机群。当前,对高性能计算机产业影响最大的就是“工业标准机群”了,这也反映了标准化在信息产业中的巨大杀伤力。工业标准机群采用量产的标准化部件构成高性能计算机系统,极大地提高了性能价格比,从科学计算开始逐渐应用到各个领域。

  浪潮北京公司服务器产品经理丁昱对《中国电子报》记者说,事实上,中国机群发展进入了一个瓶颈期,多数稍具技术实力的厂商都可以设计出计算速度上万亿次的高性能计算机。可以说,在充足的资金前提下,设计一套进入全球前十名的高性能机群系统,并非难事。在科学计算方面,唯一的问题因素是资金。浪潮基于弹性部署理念的计算能力、数据通信、输入输出非单极优化的MABS体系结构,为高性能商用服务器系统实现技术突破奠定了理论基础。

  曙光公司天潮系列产品经理曹振南告诉《中国电子报》记者,机群的优势主要体现在更高的性能价格比,机群系统已经成为高性能计算机的发展方向,世界上TOP500排行榜的高性能计算机系统绝大多数是机群系统;更高的可扩展性,机群系统可以通过原有预留的扩展接口进行无缝的扩展;更高的可管理性,通常管理一个机群系统要比管理一个小型机系统要简单得多;更高的系统鲁棒性(健壮或强壮),机群系统都是采用了标准的硬件设备,容易采购,同时也较容易维护,有更多国内厂商支持;对应用系统的更多的支持,机群系统可以支持大量的操作系统并且可以支持多种操作系统,也支持32位和64位的软件系统,在机群系统上运行的软件是小型机系统的成百上千倍。

  20世纪90年代以来,中国在高性能计算机的研制方面已经取得了较好的成绩,掌握了研制高性能计算机的一些关键技术,参与高性能计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界,有力地推动了高端计算的发展。中国的高性能计算环境已得到重大改善,总计算能力与发达国家的差距正逐步缩小。

  随着曙光、神威、银河、联想、浪潮、同方等一批知名产品的出现,中国成为继美、日之后第三个具备高端计算机系统研制能力的国家,被誉为世界未来高性能计算市场的“第三股力量”。在国家相关部门的不断支持下,一批国产超级计算机相继面世,大量的高性能计算系统进入教育、科研、石油、金融等领域,尤其值得一提的是曙光4000A在全球TOP500中排名进入前十,并成功应用于国家网格主节点之一——上海超级计算中心。

  但是,从总体上讲,中国高性能计算应用的研究与开发明显滞后于高性能计算机的发展,应用的并行度普遍在百十量级,应用到更大规模的很少(并非没有需求)。

  浪潮丁昱告诉《中国电子报》记者,中国的高性能计算发展最大的障碍是品牌的障碍和应用的障碍。这和中国高性能发展起步较慢有关系。年限比较短,应用的经验比较少。但随着国内高性能计算的快速发展,这方面的缺陷会得到很大改善。但随着越来越多的用户开始采用高性能计算机,应用软件的发展后滞明显严重。另外,一些用户对传统RISC小型机存在使用习惯和品牌偏好,接受Linux机群需要厂商做大量的工作。

  曙光曹振南在接受《中国电子报》记者采访时称,中国高端计算应用的研究与开发明显滞后于高端计算机的发展,应用到大规模的很少。高端应用软件的开发和高效并行算法的研究尚不能与高端计算机发展同步,在一定程度上存在为计算机“配”软件的思想。对应用的投入远远不够,应用研发的力量薄弱且分散,缺乏跨学科的综合型人才,从事高端应用软件研发的单位很少,没有良好的、相互交流的组织渠道等。还有就是政府在采购中依然选择国际品牌,缺乏对国产品牌的支持。

  联想高性能服务器事业部总经理祝明发则认为,中国高性能计算生存的关键在应用。他谈到IBM、惠普、Sun等公司的高性能计算业务在商业市场的比例为90%,而中国的高性能计算在商业计算市场开拓方面仍存在很大差距。从来看,中国的联想、曙光、浪潮等厂家完全有能力做出运算速度达到40万亿次的超级计算机,但关键就是有没有找到应用需求。比如,在科学计算中独树一帜的向量计算,因为成本高、商用计算能力不强而仅停留在科学计算的狭窄领域。


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