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(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”于北京正式揭牌成立。該實(shí)驗(yàn)室旨在推動(dòng)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(jì)算產(chǎn)業(yè)新技術(shù)生態(tài)環(huán)境，加速中國HPC進(jìn)入“百億億次” (ExaFLOP/s)時(shí)代。作為“浪潮高效能服務(wù)器和存儲(chǔ)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的分支機(jī)構(gòu)，該并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室將成為面向百億億次超算的開發(fā)性科研和交流平臺(tái)。借此機(jī)會(huì)，至頂網(wǎng)對(duì)浪潮集團(tuán)高級(jí)副總裁、高效能服務(wù)器與存儲(chǔ)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王恩東先生和英特爾高性能計(jì)算事業(yè)部總經(jīng)理Rajeeb Hazra進(jìn)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(dāng)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(dāng)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(jìn)入百億億次時(shí)代的關(guān)鍵所在。英特爾高性能計(jì)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(jí)計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)室也是我們架構(gòu)研究中很重要的一個(gè)合作項(xiàng)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(jì)。
Rajeeb先生還稱，實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是推進(jìn)并行化的實(shí)施。通過本地基礎(chǔ)學(xué)科和行業(yè)應(yīng)用，為未來整個(gè)硬件系統(tǒng)的部署開發(fā)提供重要的真實(shí)應(yīng)用反饋。此次與浪潮實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)應(yīng)用本身對(duì)功耗的感知，同時(shí)浪潮和英特爾還將廣泛和第三方伙伴展開合作，來應(yīng)對(duì)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(shí)，浪潮集團(tuán)高級(jí)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(shí)驗(yàn)室主要的研究方向是面向高效能計(jì)算、高性能計(jì)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(jì)，在這些方向浪潮都有跟英特爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(gè)典型方面展開。一個(gè)是石油天然氣勘探方面應(yīng)用的研究，例如PSTM；第二個(gè)是數(shù)字氣象預(yù)報(bào)，屬于軟件應(yīng)用的研究；第三個(gè)方面是生命科學(xué)，在三維重構(gòu)方面。第四個(gè)是新興領(lǐng)域，即金融風(fēng)險(xiǎn)分析。目前浪潮的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在MIC眾核上面實(shí)現(xiàn)了這個(gè)模式，在MIC上面的運(yùn)行也體現(xiàn)出了比較好的可擴(kuò)展性。
對(duì)于根據(jù)英特爾MIC并行計(jì)算卡推出的相關(guān)產(chǎn)品，劉經(jīng)理介紹說，MIC并行計(jì)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(dāng)面向大規(guī)模系統(tǒng)時(shí)，我們可能會(huì)考慮在系統(tǒng)架構(gòu)方面進(jìn)行新的設(shè)計(jì)。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(huì)上也將作為聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室重要成果進(jìn)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(jì)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(dá)國家。百億億次時(shí)代，帶給中國的既有機(jī)會(huì)又有挑戰(zhàn)。機(jī)會(huì)在于，針對(duì)百億億次計(jì)算，無論發(fā)達(dá)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(jì)算技術(shù)制高點(diǎn)，同時(shí)還要逐步形成規(guī)?；?、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(jì)算領(lǐng)域有多年的經(jīng)驗(yàn)，自1999年推出128個(gè)處理器的高性能計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，到現(xiàn)在已有十幾年的時(shí)間。在通用高性能計(jì)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(jì)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(jì)算的應(yīng)用。高性能計(jì)算的核心不在機(jī)器本身的速度，而在于應(yīng)用，在于用戶是否能把這個(gè)機(jī)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(xué)、石油勘探、動(dòng)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(jì)算研究機(jī)構(gòu)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，這樣大家便形成了一個(gè)優(yōu)勢互補(bǔ)的形態(tài)，在高性能計(jì)算方面緊密配合，這對(duì)于我國發(fā)展高性能計(jì)算項(xiàng)目也是非常有幫助的。他還強(qiáng)調(diào)說，高性能計(jì)算已經(jīng)不再僅僅是把機(jī)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(yàn)，像現(xiàn)在正在開發(fā)的32路高性能計(jì)算機(jī)、海量存儲(chǔ)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(jì)算效率發(fā)揮到極至，能令用戶的應(yīng)用、使用效率達(dá)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(zhǔn)備。
浪潮與英特爾合作共建“浪潮-Intel中國并行計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，基于浪潮與英特爾各自在高性能計(jì)算的優(yōu)勢整合，構(gòu)建“百億億次”超級(jí)計(jì)算機(jī)平臺(tái)，相信將會(huì)共同推動(dòng)我國HPC進(jìn)入“百億億次”時(shí)代。
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