按：在10月的2018全國高性能計算學(xué)術(shù)年會（HPC China 2018）上發(fā)布的中國高性能計算機性能排行榜TOP100中，中科曙光第九次奪取中國內(nèi)市場份額的第一名。而在11月全球超級計算大會（SC18）上，全球首款采用了浸沒式液體相變冷卻技術(shù)刀片服務(wù)器的HPC系統(tǒng)——曙光新一代硅立方高性能計算機首次亮相，標(biāo)志著使用全新浸沒式液冷高效散熱技術(shù)的硅立方產(chǎn)品形態(tài)的誕生。

軟件層面上，中科曙光發(fā)布了SothisAI2.0人工智能平臺，推動AI、深度學(xué)習(xí)及訓(xùn)練領(lǐng)域與HPC的深度融合。依托AI大潮，中科曙光也在以AI為主體業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域斬獲頗豐，簽下了以今日頭條為代表的大單，標(biāo)志著其在互聯(lián)網(wǎng)方向非傳統(tǒng)HPC領(lǐng)域的大力發(fā)展。

中科曙光表示，融合將會是未來重點推動的理念之一，希望能夠?qū)⑵脚_打造成支撐HPC、大數(shù)據(jù)或AI的綜合性先進計算平臺。

近日，與中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心副主任研究員遲學(xué)斌、曙光副總裁、中國國家高性能計算機工程技術(shù)研究中心副主任何鐵寧，以及曙光公司高HPC方案與交付部經(jīng)理杜夏威，就中科曙光HPC領(lǐng)域在2018年及未來的發(fā)展?fàn)顩r進行了交流對話。

異構(gòu)計算興起

2018年，HPC領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新名詞新概念，比如以前常用的性能單位是Flops，現(xiàn)在又多了一個新單位Ops，不再以浮點運算作為衡量標(biāo)準，而是對操作次數(shù)的考量。此外還有NVIDIA產(chǎn)品上常見的Tensor Core，這一新計算單元在未來的AI運算領(lǐng)域還會有更多發(fā)展空間。

自NVIDIA DGX2公布后，HPC界開始從純粹追求高性能，轉(zhuǎn)變?yōu)榕cAI尋求更好的結(jié)合，美國的Summit超級計算機也不例外。隨著Summit重新奪回了中國占據(jù)多年的TOP500第一名，讓采用CPU+GPU這種異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的HPC成為了絕對主流。

遲學(xué)斌對講到，Summit這臺機器讓人印象特別深刻的一點是它的實測效率很高，達到了70%多，這在已有的異構(gòu)系統(tǒng)里應(yīng)該是最高的一臺，其最高性能高達3EOPS，這對于中科曙光來講是一個挑戰(zhàn)，要發(fā)展同樣E級計算HPC的話，其他途徑很難實現(xiàn)，只能使用異構(gòu)體系。

據(jù)介紹，在全球超級計算大會上，已經(jīng)有一些非常完美的Summit應(yīng)用展示了出來，例如由美國加州理工大學(xué)和國家實驗室設(shè)計的，使用傳統(tǒng)科學(xué)計算和AI計算相結(jié)合來預(yù)測地震的應(yīng)用，在設(shè)計上非常有意思。

“地震整體的計算使用了傳統(tǒng)科學(xué)計算中的有限元，而在單點破壞嚴重的地方則使用了測量數(shù)據(jù)加AI推理?！焙舞F寧分析道，“兩者結(jié)合之下，將Summit這臺機器應(yīng)用到了完美，并據(jù)此得到了戈登·貝爾獎。”他表示，這些應(yīng)用最值得學(xué)習(xí)的地方是如何讓傳統(tǒng)科學(xué)計算和AI計算這兩者有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)比較完美的負載均衡完全匹配。

綠色、高效、可擴展

在2018年的HPC領(lǐng)域，節(jié)能性已經(jīng)成為了一個非常重要的問題，這從全球超級計算大會Green500排名便可見一斑。

根據(jù)的觀察，目前在一個計算中心的成本中，電費占據(jù)了相當(dāng)大的比例，而為緩解這一狀況，內(nèi)蒙古等北方能源產(chǎn)地正在積極考慮如何將煤炭直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎懔?。即首先把煤炭能源就地轉(zhuǎn)為電力輸出，未來的計算中心則可以直接選址于此并直接將電力轉(zhuǎn)化為計算力輸出。

“原來要將北方開采的煤炭通過大秦鐵路運到南方，發(fā)電之后再千里輸電給計算中心，最后才能輸出計算力。”何鐵寧稱，“如果就地開采、就地發(fā)電、就地計算，然后直接把計算力從內(nèi)蒙古輸?shù)綇V東，可以極大的減少現(xiàn)在運煤和輸電過程中的一系列損耗，整體運轉(zhuǎn)效率很高?！?/p>

他表示，目前中科曙光正在與呼和浩特政府進行探討研究，未來可能在呼市展開試點建設(shè)。

此外，未來在HPC上執(zhí)行的運算，可能不再全部屬于傳統(tǒng)科學(xué)計算，其中還會包括一些推理等AI計算。原來HPC所處理的應(yīng)用大部分屬于確定性的問題，在計算結(jié)果完成后只需精度符合要求即可，而以后要處理的問題可能越來越多是屬于趨勢問題，不再是靠精度取勝。

針對這一轉(zhuǎn)變，遲學(xué)斌以股市分析舉例，這是很動態(tài)的東西，并不需要那么精確，但是要能正確描繪出其整體走勢?！斑@種動態(tài)問題在未來會發(fā)揮更重要的作用，現(xiàn)在傳統(tǒng)科學(xué)計算的規(guī)模受到可擴展性的制約已經(jīng)很難大幅提升，在傳統(tǒng)科學(xué)計算和AI計算相結(jié)合的新形勢下，可擴展性的問題依然是關(guān)鍵性問題。”

中國超算的機遇和挑戰(zhàn)

今年的HPC市場風(fēng)起云涌，一邊是美國兩臺新超算Summit與Sierra，將占據(jù)HPC TOP500榜首多年的中國超級計算機神威太湖之光擠到了第三位，另一邊則是中國超算的入榜數(shù)量由半年前的206臺增加到227臺。此消彼長的激烈競爭讓我們更加關(guān)心，相比發(fā)達國家的超算技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)在超算領(lǐng)域主要存在哪些機遇和挑戰(zhàn)？

對此杜夏威表示，從企業(yè)的角度來看，真正的HPC技術(shù)在傳統(tǒng)行業(yè)或成熟產(chǎn)業(yè)界的滲透其實還遠遠不足。國內(nèi)能做到依托HPC系統(tǒng)助推制造與仿真的制造業(yè)相比國外還很少，有很多高端制造企業(yè)依然停留在傳統(tǒng)工作站或傳統(tǒng)使用方式上，并不能有效利用或?qū)⑵錁I(yè)務(wù)遷移到HPC系統(tǒng)并充分發(fā)揮效能，以加速產(chǎn)業(yè)或設(shè)計的快速迭代。

“這一情況影響的不僅是能不能完成計算的問題，可能還會影響依托計算衍生出來的整個產(chǎn)品生命周期管理、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)交互問題，甚至還包括未來一步步迭代產(chǎn)生的知識庫復(fù)用問題?！倍畔耐@一問題非常認真，“這是一個很大的鏈條，我們與國外相比還有很大的差距。”

遲學(xué)斌指出，中國在HPC領(lǐng)域跟國外一直有差距，也一直在追趕。這種差距主要體現(xiàn)在軟件和應(yīng)用層面，且這種差距并非依靠資金投入便能實現(xiàn)追趕，而是要持續(xù)不斷的慢慢積淀。目前國內(nèi)HPC硬件上的“彎道超車”并不能掩蓋整體缺乏良性發(fā)展的情況，我們現(xiàn)在也正向這一模式靠攏，想辦法完善生態(tài)體系，但差距依然很大。

“我們差的其實是一份底蘊?！焙舞F寧總結(jié)道，“國外是一點點發(fā)展起來的，我們現(xiàn)在重要的是把欠下的基礎(chǔ)打牢?！?/p>

對于即將到來的2019年，遲學(xué)斌表示中科曙光的重點仍然在于E級超算，“實現(xiàn)途徑可能是異構(gòu)也可能是眾核”，同時AI還是會繼續(xù)下去，依托于AI和傳統(tǒng)HPC如何能夠彼此配合或者融合起來，這可能還是各家追逐的熱點。此外中科曙光在軟件上的投入也將逐漸增加，明年將會有更多的投入在生態(tài)建設(shè)上。