近幾年來,一系列重大科學進展,如宇宙是怎么構成的、人的壽命會有多長、生命是怎么出現的等,都離不開HPC(高性能計算)在其中發揮的不可替代的作用。日前,2014中國高性能計算用戶大會針對HPC在科研、互聯網、工業、醫療等領域的應用和未來發展,進行了廣泛的探討和交流。
當前,Exascale(百億億次超級計算)在新能源、在全球氣候變化研究等眾多核心領域為我們帶來更大的創新機會,浪潮集團高性能計算總經理劉軍表示:“我們一直在討論超大規模計算系統的計算能力對我們是不是太多了?是不是有必要用這么多的性能?但是從各個學科看來,Exascale讓我們原來不敢做,不敢想,想不到的研究方法和科學問題成為了可以奮斗的方向。”
在百億億次機遇到來之前,HPC也面臨著更嚴峻的挑戰。雖然HPC的硬件研究很快,但是理論與實際的差距越拉越大。一項針對全球主要HPC系統進行的評估顯示,實際上很多HPC應用的性能僅僅能達到2%到5%,同時在擁有上百萬核的超級計算機上,90%以上應用的擴展性不超過1000個核。目前,應用軟件的開發變得越來越復雜,在過往的單核時代,絕大多數應用都是串行。而現在八核、十核、十六核乃至幾十上百個內核的CPU,使得80%的串行應用會面臨并行化的轉變。“我們依然面臨著軟件對計算力的約束,面臨著越來越多線程和調度的挑戰,這對HPC應用系統提出了挑戰。”劉軍說道。
為此,浪潮從為哪些用戶去研發HPC、怎么幫助用戶去用好HPC、如何發展未來的HPC這三個層面入手,分享了新形勢下的HPC發展策略,期望從應用和人才兩個領域入手,解決應用的瓶頸問題,也即HPCPlus戰略。
目前,浪潮與大學、科學院、企業一起合作,為他們提供在材料、化學、計算機輔助工程、計算流體學、數值氣象預報,遙感衛星,創意設計等等這方面的需求的HPC的系統。并且,浪潮自行設計了涵蓋了系統平臺的優化、HPC應用軟件特征分析以及高性能計算服務平臺在內的“金字塔優化模型”,將科學家、用戶和系統管理員整合起來,為他們提供系統平臺管理一體化的解決方案,提升應用的效果。
據了解,浪潮在一些大的行業領域已經與眾多的知名用戶建立了合作關系,如石油天然氣的勘探,浪潮與中國石油BGP、中石化SGRI合作,推動高性能計算的提升以及國產勘探解釋軟件的開發;在清潔能源的研究方面,浪潮與上海交通大學等單位一起開展如何提高“人造太陽”受控核聚變研究里面的HPC應用效率;在生命科學與醫療領域,浪潮與中科院生物物理研究所、北京生命科學研究所等科研和企業單位共同展開基因研究、蛋白質折疊、藥物研發方面合作;在地球系統科學領域,浪潮深度參與了清華大學承擔的IPCC-AR5高性能計算工作;在宇宙天文學領域,浪潮與SKA(平方公里射電望遠鏡陣列)國際大科學工程合作;在深度學習方面,浪潮與科大訊飛就“訊飛超腦”的訓練,以及奇虎的智能圖片搜索等項目進行了深度合作。
劉軍表示:“不管對高性能計算系統的研究,還是對高性能計算應用的優化,我們切身體會到,中國在HPC硬件上已經找齊了甚至說走在世界的前列,但在人才這塊跟國外的差距是非常大的,這也是浪潮近年來一直做的一件事情,希望面向未來全力推動HPC人才的培養。”據了解,浪潮制定了一個卓越人才的計劃,包括出版了HPC新的技術專著,建設高性能計算社區,與大學聯合開設高性能計算課程,與聯合應用單位一起建立人才基金,針對業界前瞻的GPU、MIC等技術開設卓越工程師的認證培訓,舉辦ASC世界大學生超算競賽等等,從多個角度促進HPC人才的培養。
在不遠的未來,HPC將真正進入到百億億次的“e時代”,超級計算機也將在人類面臨的更多重大問題上發揮出巨大的價值。而這一切實現的前提,將是足夠多的大規模并行應用的經驗積累和優秀人才的儲備,浪潮顯然已做好準備并引領e時代。