高效能計算追逐賽

2021-04-20 07:52:06 字數 2961 閱讀 3971

6月18日,全球超級計算機top500排行榜(簡稱「top500」) 最新結果公布。這一衡量高效能計算領域發展水平的重要指標,是由美國田納西州立大學、美國勞倫斯伯克利國家實驗室和德國曼海姆大學整理,每半年發布一次,此次為第31次公布。作為首個突破千萬億次運算效能的超級計算機,ibm為美國能源部國家實驗室研發的「roadrunner」(中文譯為「走鵑」)系統,以每秒1026萬億次的浮點運算能力毫無懸念地佔據了此次「top500」的榜首位置。

而就在此次「top500」正式公布後不久,中國的高效能計算領域也取得了突破。

6月24日,國內伺服器廠商曙光公司與中科院計算所、上海超級計算中心在北京聯合宣布,曙光公司最新發布的「曙光5000」落戶上海超級計算中心。這台即將落戶上海的「曙光5000」,擁有每秒200萬億次的浮點運算能力,重新整理了國產高效能計算的紀錄。依照6月18日公布的「top500」,這台中國自主研發的超級計算機有望進入前十。

打破「玻璃房子」

從白手起家到如今雛形初顯,中國hpc產業一路走來,荊棘滿地。國產高效能計算的異軍突起,是與乙個有關「玻璃房子」的故事密切相關的。

擁有絕對技術優勢的歐美發達國家,曾在相當長一段時間內對中國實施高效能計算的封鎖與禁運。而在那時,中國眾多行業特別是能源行業對高效能計算的需求十分迫切。由於石油勘探的需要,原石油工業部物探局曾花費「天價」購買了一台國外的大型機,後期整合與維護的費用動輒以百億計。儘管如此,還不得不接受對方提出的苛刻要求:必須將機器安放在乙個中國工程師不得入內的透明「玻璃房子」裡,以便美國專家進行技術監控。同時,美國專家還將監控日誌定期上交美國**審查。

為拆除「玻璃房子」,滿足中國各行業對高效能計算的強烈需求,中國不得不選擇自主研發高效能計算機。隨後包括銀河、曙光在內的一系列高效能計算機的出現,令中國高效能計算產業看到了徹底將「玻璃房子」打破的希望。

2023年,國防科技大學慈雲桂教授等技術專家在極其簡陋的條件下,研製出了中國第一台每秒1億次巨型計算機機系統「銀河」。之後,「銀河ⅱ」10億次巨型機面世,實現了從向量巨型機到處理並行巨型機的跨越。

2023年,在中國科學院計算所的努力下,中國第一台每秒25億次的高效能計算機——「曙光1000」問世。雖然「曙光1000」在如今看來並非真正意義上的商業化機器,但它的戰略效應卻是立竿見影:就在這台高效能計算機誕生的第三天,美國便宣布解除10億次計算機對中國的禁運。「這台曙光1000是為東方地球物理研究所研製的,而『玻璃房子』就設在那裡。」現任曙光總裁歷軍回憶說。

隨著高效能計算機的解禁,中國的高效能計算全面商業化時代隨之到來。2023年,曙光第一台商業化高效能計算機「曙光1000a」在遼河油田正式投入執行,意味著國產高效能計算機開始搶占一度被外國巨頭把守的中國石油行業市場。「這是使用者頭一回掏錢購買國產的大型機」,「曙光機能賣錢了」使整個高效能計算行業都很振奮。

崎嶇的商業化

科研成果商業化,使高效能計算的運用得以從單一的科學計算領域脫離,向氣象、石油、航空、航天等縱深領域滲透。但作為乙個特殊產業,由於核心技術的缺乏與運用領域的相對侷限,高效能計算不可能立即看到經濟價值,使中國高效能計算的商業化之路並不平坦。

2023年開始,聯想高效能計算的研發嚐到短暫的甜蜜。2023年7月,實際執行速度每秒1.027萬億次的機群系統——聯想「深騰1800」問世。當年11月,深騰1800第一次登上「top500」,位列第43位。2023年11月,運算速度為每秒4.183萬億次的「深騰6800」問世。

這兩款高效能計算產品的推出,使聯想搖身一變成為高效能計算領域的佼佼者之一。但好景不長,由於高效能計算並沒有馬上轉換成實際收益,當時以「國際化」作為發展方向的聯想,在2023年收縮業務戰線時將伺服器業務劃分為「種子業務」,而非核心業務。而在對ibm pc業務的整合逐步完成之後,聯想又重新將目光轉回到高效能計算市場。2023年,在高效能計算市場沉寂近兩年之後,聯想再次將高效能計算提上了日程,先是發布各種關於高效能計算的研發及市場策略,後又以強大的營銷攻勢迅速地滲入到教育、**、海洋等領域。2023年7月,聯想簽下f1方程式賽車威廉士車隊的大單後,這意味著聯想伺服器正式回歸高效能計算陣營。

浪潮公司,是國內伺服器廠商中推進高效能計算商業化的另一股不可忽視的力量。2023年11月,浪潮發布「天梭工程」,提出在高效能伺服器領域的發展思路和規劃,吹響進軍高階商用市場的號角。目前,浪潮直接面向高效能計算市場的「天梭」系列被劃分為兩大類,一類是主要應用於科學計算領域,另一類則是主要針對於商業應用領域。

聯想、浪潮等以商業運作為核心的伺服器企業的加入高效能計算陣營,更加上曙光在商業化方面的持續突破,加速了高效能計算的商業化步伐,國產高效能計算產業化終於漸成氣候。

高度伸縮加速普及

目前,在全球範圍內,高效能計算正呈現出從科學計算領域向商業計算與資訊化服務領域轉移的趨勢。對高效能計算的需求,已不再侷限於氣象、石油、航天等專業領域以及少數大型企業。如何進一步擴充套件高效能計算的運用領域,成了高效能計算行業面臨的問題。

「曙光希望在高效能計算的非傳統領域做一些嘗試。」歷軍對記者表示,「我們的策略很簡單,就是通過各種渠道進行普及。因為高效能計算產業要向前發展,根本點在於要為人所用,要有廣泛的使用者群體,而不能維持之前只侷限於幾大科研院所,只有幾個計算機專家使用的局面,因為這是很悲哀的。」為此,曙光希望對相關軟體以及機器的管理採用標準化的方式。「只有容易用了,門檻才會低,才有更多的人用,這樣才有更大的市場,企業才會進一步投入,這是乙個迴圈過程」。

此外,曙光還希望其遍布全國的合作夥伴從過去系統逐漸遷移到其最新的「曙光5000」上來。「上一代的曙光4000a更強調諸如空氣動力學、流體力學這樣的大規模科學計算。而『曙光5000』則是乙個通用系統,採用刀片架構,使曙光5000獲得了高度的靈活性,能靈活配置成各種形式以適應不同需求。」

要想在商用市場有所作為,曙光需要跨越的第一道障礙便是使用者對高效能計算複雜應用環境的「恐懼」心理。而從傳統的機架式轉變為刀片架構,或許將成為曙光在商用機市場的突破口。因為高效能伺服器規模一旦具備高度伸縮性,針對不同運用環境的產品定位將更加清晰,產品的**也將隨之富有彈性。

實際上,曙光此次交付給上海超級計算中心每秒200萬億次運算能力的高效能計算機,僅僅是「曙光5000」系列的其中之一。即將為奧運服務的「曙光5000」,大概有50萬億次的運算能力。「『曙光5000』強調高擴充套件能力,無非就是規模小而已,管理方面與230萬億次的機器是一樣的。」歷軍說。

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