HPC繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)是什么?

在戴爾云計(jì)算/高性能計(jì)算部門戰(zhàn)略顧問Ed Turkel看來，除傳統(tǒng)的HPC市場(chǎng)之外，以數(shù)據(jù)為核心的HPC應(yīng)用以及高性能數(shù)據(jù)分析(HPDA)是推動(dòng)HPC市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

仔細(xì)來看，在傳統(tǒng)HPC市場(chǎng)中，計(jì)算密集型的建模和仿真應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/ CAM / CAE)、天氣預(yù)報(bào)以及石油勘探等應(yīng)用仍然具備剛性的需求。

在以數(shù)據(jù)為核心的HPC應(yīng)用中，尤以基因工程、地震預(yù)報(bào)等新興應(yīng)用為主。例如，基因工程中的測(cè)序工作就必須要通過大規(guī)模的計(jì)算分析，才能從海量的數(shù)據(jù)信息中辨識(shí)載有的基因及其序列，最終獲取遺傳信息等等。

在當(dāng)下最為火熱的高性能數(shù)據(jù)分析(HPDA)領(lǐng)域，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來， HPDA應(yīng)用將成為HPC的下一個(gè)爆點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示，目前67%的HPC資源用于HPDA，這其中欺詐檢測(cè)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等需求是其中較為典型的應(yīng)用。

Ed Turkel認(rèn)為，隨著高性能計(jì)算門檻的不斷降低，HPC應(yīng)用已由過去的重大科學(xué)研究領(lǐng)域向著更為廣闊的企業(yè)級(jí)和商用市場(chǎng)延伸，而人工智能、深度學(xué)習(xí)等新概念、新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，更是刺激了社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ贖PC的需求和應(yīng)用。

基于這樣的判斷，戴爾分別針對(duì)生命科學(xué)、制造及分析研究領(lǐng)域，推出了一系列“HPC Systems”的產(chǎn)品組合，為上述領(lǐng)域的用戶使用HPC提供了一套“開箱即用”的解決方案。

目前，在面向生命科學(xué)領(lǐng)域的戴爾HPC系統(tǒng)1.1版本中，戴爾專門針對(duì)動(dòng)物、植物基因檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)增加支持英特爾EE Lustre 3.0和NSS-HA 7.0的功能。接下來，戴爾還將在這套系統(tǒng)中增加分子動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析、Omni-Path(OPA)以及Bright Cluster軟件管理等功能。

第二，面向制造領(lǐng)域的戴爾HPC系統(tǒng)，可幫助制造和工程客戶運(yùn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)仿真，包括結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算流體力學(xué)分析。

這套1.0版本的HPC系統(tǒng)中，首次專門針對(duì)制造領(lǐng)域的GPU加速、VDI應(yīng)用方面進(jìn)行了顯著的完善，同樣支持Intel EE Lustre 3.0和NSS-HA 7.0，并新增了可選的遠(yuǎn)程集群管理器等功能。未來，除增加OPA功能外，戴爾還將針對(duì)ISV的軟件應(yīng)用進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和支持。

第三，針對(duì)分析研究領(lǐng)域的戴爾HPC系統(tǒng)，這是一套可幫助研究機(jī)構(gòu)根據(jù)各種工作負(fù)載的獨(dú)特需求快速開發(fā)HPC系統(tǒng)，以方便用戶開展復(fù)雜的科學(xué)分析。

據(jù)了解，戴爾針對(duì)研究領(lǐng)域的HPC系統(tǒng)目前為1.1版本，全面支持英特爾OPA、Intel EE Lustre 3.0和NSS-HA 7.0，同時(shí)在下一個(gè)系統(tǒng)版本的迭代中，戴爾還將在這款HPC系統(tǒng)上率先使用英特爾至強(qiáng)融核處理器“Knights Landing”以及增加right Cluster管理功能。

產(chǎn)品更新強(qiáng)化HPC核心競(jìng)爭(zhēng)力

實(shí)際上，除了上述“開箱即用”的“HPC Systems”家族之外，在今年的ISC16上，戴爾在HPC的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施方面，尤其是針對(duì)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)也做了較為重要的產(chǎn)品更新，具體來說：

而戴爾PowerEdge C6320p則專門針對(duì)HPC并行計(jì)算而優(yōu)化，在1U半高的的機(jī)箱中，通過采用英特爾至強(qiáng)融核(Xeon Phi)處理器，支持288個(gè)內(nèi)核;提供高達(dá)384GB的DDR4內(nèi)存;同時(shí)支持SSD和HDD硬盤，提供12TB的本地存儲(chǔ)功能，同時(shí)還可選用OPA或者InfiniBand網(wǎng)絡(luò)接入端口，同時(shí)通過戴爾的iDRAC8軟件，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的管理功能。

在性能上，相比上一代產(chǎn)品，達(dá)到了3+TFlops;通過2個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，讓內(nèi)核數(shù)量增加了20%;能耗節(jié)約了3/4;在Linpack測(cè)試中，可實(shí)現(xiàn)代碼優(yōu)化高達(dá)2倍等等?？梢哉f，這是戴爾目前面向HPC市場(chǎng)中，提供的“旗艦型”服務(wù)器。

更詳細(xì)的說，OPA架構(gòu)在鏈路層面進(jìn)行了三項(xiàng)革新：一是數(shù)據(jù)流控制優(yōu)化;二是數(shù)據(jù)包的保護(hù)機(jī)制;三是鏈路失效保護(hù)。通過這些創(chuàng)新，使得網(wǎng)絡(luò)方面可以擁有更低的延遲和更高的數(shù)據(jù)完整性。

目前，戴爾提供了H1024、H1048、H9160、H9124等多個(gè)型號(hào)的交換機(jī)以及HFI適配卡，覆蓋了用戶的大部分應(yīng)用場(chǎng)景，通過提供更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更低的端到端的延遲能力，將大大降低用戶初期采購(gòu)?fù)度牒秃笃谶\(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

據(jù)了解，DSS7000基于DCS XA90，能夠在一個(gè)4U機(jī)箱中提供高達(dá)720TB的存儲(chǔ)容量。同時(shí)，DSS 7000配備最多90個(gè)熱服務(wù)3.5英寸驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)2-插槽服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，以較低的每GB成本為對(duì)象和塊存儲(chǔ)提供云構(gòu)建模塊。

由此可見，在HPC向商業(yè)領(lǐng)域迅速普及化的過程中，戴爾深刻洞察到了這一變化，并充分結(jié)合了自身的優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品布局和市場(chǎng)推廣方面，引領(lǐng)了HPC公司轉(zhuǎn)型的新方向。

戴爾積極推動(dòng)超算“民主化”眾所周知，在今年ISC16公布的TOP500榜單上，以互聯(lián)網(wǎng)為主的超算上榜套數(shù)正日益增加。這其中當(dāng)數(shù)中國(guó)最為明顯，在榜單中中國(guó)HPC系統(tǒng)有67套的部署地是與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，其中2016年新上榜的有20套，而這些互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的來源標(biāo)注也基本都來自中國(guó)。

無獨(dú)有偶，在去年中國(guó)公布的TOP100榜單中這一變化趨勢(shì)也有很明顯體現(xiàn)。從當(dāng)時(shí)公布的數(shù)據(jù)看，國(guó)內(nèi)TOP100榜中，來自互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)占比24%、大數(shù)據(jù)占比17%、電信運(yùn)營(yíng)商占比9%、云計(jì)算占比8%。

不僅如此，新興應(yīng)用占據(jù)超過2/3的市場(chǎng)，達(dá)到72%，包括深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、視頻分析和事務(wù)處理等;而傳統(tǒng)應(yīng)用占比僅為28%，包括科學(xué)計(jì)算、工業(yè)仿真等領(lǐng)域。

顯然，互聯(lián)網(wǎng)超算系統(tǒng)的增加，這背后最直接反應(yīng)了超算應(yīng)用的變化趨勢(shì)，即走向“市場(chǎng)化、商用化、普及化”。正如我之前一直堅(jiān)持的觀點(diǎn)，即這些新的需求表明了HPC發(fā)展的新方向，即超算市場(chǎng)不但需要“大機(jī)器”，也需要更多“貼近用戶”，設(shè)計(jì)和部署“成本優(yōu)化”的HPC。

OpenHPC項(xiàng)目致力于為高性能計(jì)算構(gòu)建一個(gè)開源框架，以適應(yīng)現(xiàn)在工業(yè)和學(xué)術(shù)研究的需求。相信隨著后期開源框架的搭建，其也將會(huì)引發(fā)HPC新一輪的變革和重塑，加速HPC在科研及民用各個(gè)領(lǐng)域的落地進(jìn)程，這也將為戴爾推動(dòng)的超算“民主化”理念添磚加瓦。

數(shù)據(jù)顯示，2019年全球HPC市場(chǎng)將達(dá)到152億美元的規(guī)模，其中中國(guó)市場(chǎng)將成為主要角逐之地;同時(shí)，隨著HPC逐漸向多行業(yè)商用領(lǐng)域應(yīng)用的轉(zhuǎn)移，越來越多的用戶對(duì)于HPC的應(yīng)用效率和產(chǎn)品可靠性提出了極高的要求。

總結(jié)一下，在這個(gè)過程中，我認(rèn)為憑借著超算“民主化”的理念以及創(chuàng)新的HPC產(chǎn)品實(shí)力和布局，戴爾勢(shì)必會(huì)成為超算市場(chǎng)中一支不容忽視的重要力量。

崔歡歡