應(yīng)用為本 浪潮開啟超算“百億億次”征程
近日，“浪潮-英特爾中國并行計算聯(lián)合實驗室”于北京正式揭牌成立。該實驗室旨在推動中國“百億億次”超算系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用創(chuàng)新，建立高性能計算產(chǎn)業(yè)新技術(shù)生態(tài)環(huán)境，加速中國HPC進入“百億億次” (ExaFLOP/s)時代。作為“浪潮高效能服務(wù)器和存儲技術(shù)國家重點實驗室”的分支機構(gòu)，該并行計算實驗室將成為面向百億億次超算的開發(fā)性科研和交流平臺。借此機會，至頂網(wǎng)對浪潮集團高級副總裁、高效能服務(wù)器與存儲技術(shù)國家重點實驗室主任王恩東先生和英特爾高性能計算事業(yè)部總經(jīng)理Rajeeb Hazra進行了采訪。
“百億億次”這種大規(guī)模的并行HPC系統(tǒng)，并不能按照當前的技術(shù)路線，簡簡單單的是Exascale=Petascale*1000，那樣的功耗、占地、效率都是用戶難以承受的，當英特爾集成眾核(MIC)架構(gòu)等眾核技術(shù)出現(xiàn)以后，如何協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)共同創(chuàng)新，以營造新的技術(shù)生態(tài)，成為進入百億億次時代的關(guān)鍵所在。英特爾高性能計算事業(yè)部總經(jīng)理Rajeeb Hazra表示，面向“百億億次”的挑戰(zhàn)，英特爾已經(jīng)開啟了MIC（集成眾核）架構(gòu)上的研究，其中包括系統(tǒng)的彈性、穩(wěn)定性、功耗等一系列面向微架構(gòu)的創(chuàng)新研究。目前全球的超級計算機已經(jīng)有83%采用了英特爾系統(tǒng)架構(gòu)，浪潮與英特爾的聯(lián)合實驗室也是我們架構(gòu)研究中很重要的一個合作項目。我們希望MIC相關(guān)軟件能與應(yīng)用結(jié)合，軟件與硬件協(xié)同設(shè)計。
Rajeeb先生還稱，實驗室的目標是推進并行化的實施。通過本地基礎(chǔ)學科和行業(yè)應(yīng)用，為未來整個硬件系統(tǒng)的部署開發(fā)提供重要的真實應(yīng)用反饋。此次與浪潮實驗室合作，第一是想通過應(yīng)用將并行性充分發(fā)揮，第二是要提高每瓦的功耗。另外，聯(lián)合實驗室還將研究未來軟件和管理軟件怎么應(yīng)用到系統(tǒng)或者芯片里的功耗管理技術(shù)，來實現(xiàn)應(yīng)用本身對功耗的感知，同時浪潮和英特爾還將廣泛和第三方伙伴展開合作，來應(yīng)對這一巨大的挑戰(zhàn)。
在談到浪潮和英特爾雙方的資源配比情況時，浪潮集團高級副總裁王恩東先生表示，浪潮和英特爾基本上是一比一的投入。聯(lián)合實驗室主要的研究方向是面向高效能計算、高性能計算體系架構(gòu)以及包括應(yīng)用軟件開發(fā)的系統(tǒng)設(shè)計，在這些方向浪潮都有跟英特爾實驗室進行合作。
浪潮高性能服務(wù)器產(chǎn)品部總經(jīng)理劉軍先生還介紹稱，浪潮今年基于眾核的課題主要是圍繞四個典型方面展開。一個是石油天然氣勘探方面應(yīng)用的研究，例如PSTM；第二個是數(shù)字氣象預(yù)報，屬于軟件應(yīng)用的研究；第三個方面是生命科學，在三維重構(gòu)方面。第四個是新興領(lǐng)域，即金融風險分析。目前浪潮的團隊已經(jīng)在MIC眾核上面實現(xiàn)了這個模式，在MIC上面的運行也體現(xiàn)出了比較好的可擴展性。
對于根據(jù)英特爾MIC并行計算卡推出的相關(guān)產(chǎn)品，劉經(jīng)理介紹說，MIC并行計算卡有多種形式，比如有類似外插卡的方式，也可以跟我們的服務(wù)器并程，這取決于產(chǎn)品應(yīng)用的范疇。在桌面的情況下使用插卡式就可以，當面向大規(guī)模系統(tǒng)時，我們可能會考慮在系統(tǒng)架構(gòu)方面進行新的設(shè)計。浪潮現(xiàn)在樣卡上面做了很多跟應(yīng)用相結(jié)合的工作，這在今年西雅圖Supercomuting大會上也將作為聯(lián)合實驗室重要成果進行展示，包括MIC上面的應(yīng)用性能、拓展性、性能表現(xiàn)研究等。
近年來我國高性能計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2010年天河1A位列全球Top500第一，但是整體看發(fā)展水平仍明顯落后于歐、美等發(fā)達國家。百億億次時代，帶給中國的既有機會又有挑戰(zhàn)。機會在于，針對百億億次計算，無論發(fā)達國家還是中國，都共同面臨著體系架構(gòu)、應(yīng)用模式等一系列的問題。挑戰(zhàn)在于必須在十年間占據(jù)高性能計算技術(shù)制高點，同時還要逐步形成規(guī)模化、成熟化的應(yīng)用氛圍。王恩東副總裁在訪談中表示，浪潮在高性能計算領(lǐng)域有多年的經(jīng)驗，自1999年推出128個處理器的高性能計算機產(chǎn)品，到現(xiàn)在已有十幾年的時間。在通用高性能計算市場，浪潮有較廣泛的市場基礎(chǔ)，包括高校、中科院研究所，地方研究所和企業(yè)等等，在這方面浪潮的市場占有率在不斷提升。良好的市場基礎(chǔ)也是浪潮在高性能計算方面的優(yōu)勢之一。
王恩東先生還表示浪潮在其他幾方面也有著重要的優(yōu)勢。首先，浪潮關(guān)注高性能計算的應(yīng)用。高性能計算的核心不在機器本身的速度，而在于應(yīng)用，在于用戶是否能把這個機器用好。浪潮這幾年在這方面有著非常多的積累，在生命科學、石油勘探、動漫渲染等很多應(yīng)用層面都做了大量的工作。有的是浪潮跟用戶一起開發(fā)，有的是研究應(yīng)用的用法、優(yōu)化應(yīng)用軟件，在這里面有很多成功案例。
此外，浪潮這幾年也與國內(nèi)的高性能計算研究機構(gòu)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，這樣大家便形成了一個優(yōu)勢互補的形態(tài)，在高性能計算方面緊密配合，這對于我國發(fā)展高性能計算項目也是非常有幫助的。他還強調(diào)說，高性能計算已經(jīng)不再僅僅是把機器堆到一起就可以了，需要在體系架構(gòu)上有所創(chuàng)新。浪潮在體系架構(gòu)方面也有著豐富的經(jīng)驗，像現(xiàn)在正在開發(fā)的32路高性能計算機、海量存儲等技術(shù)架構(gòu)的創(chuàng)新。這些創(chuàng)新有很多相通的地方，用什么架構(gòu)能使它的計算效率發(fā)揮到極至，能令用戶的應(yīng)用、使用效率達到較高的水平，這些都需要積累和創(chuàng)新，在這方面浪潮也已做好準備。
浪潮與英特爾合作共建“浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室”，基于浪潮與英特爾各自在高性能計算的優(yōu)勢整合，構(gòu)建“百億億次”超級計算機平臺，相信將會共同推動我國HPC進入“百億億次”時代。
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