超算的商業(yè)化路徑

本刊記者｜黃浩

↑浪潮集團(tuán)與中山大學(xué)ASC14總決賽簽約儀式

除了太原理工和新加坡理工兩所殺出重圍的黑馬高校，在2014世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（ASC2014）的大賽上，更值得關(guān)注的是，大賽引入了來(lái)自中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱東方物理）開(kāi)發(fā)的3D-EW軟件，作為測(cè)試模型。這意味著，本屆大賽比以往更接地氣。

實(shí)際上，商業(yè)化一直是我國(guó)超級(jí)計(jì)算發(fā)展的一個(gè)短板，尤其是在市場(chǎng)化的民用領(lǐng)域。

以往高性能計(jì)算直接推動(dòng)力往往來(lái)自國(guó)家專項(xiàng)課題，比如863計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金；而應(yīng)用領(lǐng)域上，也主要是以國(guó)防、高端學(xué)術(shù)研究和國(guó)家級(jí)重點(diǎn)工程為主。對(duì)此，作為大賽的組織方，高性能計(jì)算咨詢委員會(huì)（HPC）亞太區(qū)總監(jiān)劉通表示，引入3D-EW僅僅是以學(xué)術(shù)大賽推動(dòng)商用的第一步。在現(xiàn)實(shí)生活中，超級(jí)計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景有很多，比如汽車(chē)制造、天氣預(yù)報(bào)、石油開(kāi)采……但是，光通過(guò)一個(gè)競(jìng)賽達(dá)到遠(yuǎn)期目的不太可能。我們希望通過(guò)ASC這種大賽的形式，為國(guó)內(nèi)的超級(jí)計(jì)算在產(chǎn)學(xué)研用幾個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)初始環(huán)境，形成鼓勵(lì)機(jī)制。

目前我國(guó)超算在民用領(lǐng)域的應(yīng)用情況主要有以下幾種路徑：

1、以學(xué)術(shù)科研單位為主體，將計(jì)算能力平臺(tái)化，對(duì)外進(jìn)行算力的外包。以中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)格超級(jí)計(jì)算平臺(tái)為代表，其具體的運(yùn)維模式是：中科院計(jì)算所提供平臺(tái)的研制，曙光負(fù)責(zé)超級(jí)計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)，后期的維護(hù)運(yùn)營(yíng)則由中科院網(wǎng)絡(luò)中心負(fù)責(zé)。平臺(tái)向社會(huì)提供商業(yè)化服務(wù)的運(yùn)作則由中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)負(fù)責(zé)。

2、政府和已有的高性能計(jì)算中心采取合作的方式，將其轉(zhuǎn)化為云計(jì)算資源共享平臺(tái)，與電子政務(wù)建設(shè)和商業(yè)需求形成對(duì)接。這種模式以成都云計(jì)算中心為代表，其建設(shè)模式是：成都市政府與曙光在成都高性能計(jì)算中心有限公司合作，聯(lián)手打造云計(jì)算中心。作為國(guó)內(nèi)首家由超算改造的云計(jì)算商業(yè)化項(xiàng)目，設(shè)計(jì)規(guī)模上達(dá)到了每秒200萬(wàn)億次，具有承載如下功能的能力：成都地區(qū)政務(wù)信息化和業(yè)務(wù)協(xié)同的平臺(tái)；承擔(dān)包括研究開(kāi)發(fā)、科學(xué)計(jì)算、科普教育等功能的計(jì)算中心；融合城市應(yīng)急指揮、平安社區(qū)以及信息發(fā)布的市政信息化統(tǒng)一辦公體系平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理中心；為各行業(yè)用戶提供計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源服務(wù)的服務(wù)中心，并以成都市為中心，其輻射范圍將涵蓋整個(gè)四川省、西南周邊省份和地區(qū)乃至全國(guó)。

3、企業(yè)自建超算平臺(tái)，比較有代表性的是東方物理。“自建超算平臺(tái)在算力上接近于老‘天河一號(hào)’”，東方物理研發(fā)中心副主任文佳敏表示，“石油物探過(guò)程涉及復(fù)雜的建模體系和超大量的數(shù)據(jù)處理，對(duì)超算集群的算力有著很高的要求”。他設(shè)定了應(yīng)用場(chǎng)景舉例，100TB的地震數(shù)據(jù)，用128個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，128臺(tái)計(jì)算機(jī)（每個(gè)計(jì)算機(jī)兩個(gè)CPU16個(gè)核）來(lái)處理，即使只是完成一個(gè)簡(jiǎn)單的遷移都需要100多天。而在現(xiàn)在的超算體系上，只需要幾天的時(shí)間。不過(guò)，文佳敏也指出，需要用到超算的應(yīng)用場(chǎng)景都是特定的極端應(yīng)用，對(duì)超算體系的架構(gòu)也往往有著特殊的需求。

在產(chǎn)業(yè)界，目前在高性能計(jì)算領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)只有浪潮、曙光以及幾個(gè)計(jì)算機(jī)研究院活躍在市場(chǎng)上。浪潮集團(tuán)高級(jí)副總裁王恩東表示，由于眾多的企業(yè)還未意識(shí)到高性能計(jì)算可能為業(yè)務(wù)帶來(lái)的巨大價(jià)值，高性能計(jì)算的市場(chǎng)規(guī)模一直有限。整個(gè)市場(chǎng)還需要一個(gè)長(zhǎng)期的普及過(guò)程。