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最新消息 > 國內外專家解讀HPC未來發展

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  近日在湖南長沙舉行2009年高性能計算學術年會可算是中國最高級別的HPC年會,而每年在會上公布的中國HPC系統TOP100排名也讓世界高性能計算相關機構愈發關注,其中包括了TOP500以及Green500的專家學者,而作為全球乃至中國HPC系統處理器的主力供貨商英特爾公司也積極的參與到中國的HPC建設中,在得到全球TOP500中近80%的市場份額以及中國TOP100約77%的市場份額后,我們有理由相信英特爾在這一領域的判斷與分析,將會對未來HPC的發展產生相應的作用,而中國TOP100的發起人之一,TOP100榜單的撰寫者,中科院軟件所并行計算實驗室副主任、國家863”高性能計算機評測中心”技術委員會委員張云泉博士也有著自己的感慨與認識。在本次大會期間,記者們就HPC技術發展以及中國HPC的現狀與未來展望等相關問題與張云泉博士、英特爾公司高性能計算高級系統架構師DavidScott先生、英特爾(中國)有限公司亞太客戶響應團隊技術經理何萬青博士進行了探討。    受訪嘉賓(左起):英特爾公司高性能計算高級系統架構師DavidScott先生,中科院軟件所并行計算實驗室副主任、國家863”高性能計算機評測中心”技術委員會委員張云泉博士,英特爾(中國)有限公司亞太客戶響應團隊技術經理何萬青博士  內存變革、來自IBMPower的競爭以及Larrabee  在本次大會上,來自中國國防科技大學的專家提到了存儲墻的問題,認為在未來的HPC系統中,對于數據訪問的IO問題將成為系統性能提升的一個瓶頸,而在DavidScott的發言中也提到了數據帶寬的重要性。在一個HPC系統中,與CPU關系最緊密的就是內存,在當前的主要的數據傳輸標準中,也只有內存不是串行的,包括PCI-E、AMD的HyperTransport總線,英特爾的QPI總線、硬盤用的SATA和SAS總線都是串行的,而串行內存的主導廠商Rambus也一直躍躍欲試想重回企業計算市場,畢竟其主推的XDR內存可以達到5GTs的速率,而現在DDR3的最高速度只有1600MTs(Nehalem只用到了1333MTs),所以就英特爾而言,如何看待串行內存重返HPC市場這一問題呢?  “英特爾的確嘗試過串行內存方案,”DavidScott表示,“早前我們推行的FB-DIMM就是一種串行內存方案,當然并不是完整的串行設計,所以在一些方面表現不佳,比如功耗和發熱問題,這讓我們最終放棄了它。”對于未來的發展,DavidScott并沒有給出明確的信息,“我完全贊成你的看法,很多數據傳輸都已經是串行化了,我相信內存最終也會像這個方向發展,但在很長的一段時期內,我相信還將是以DDR3為主,這是目前英特爾的基本戰略。”    現有Xeon7xxx的接班人,Nehalem-EX的架構圖,相較Nehalem-EP(至強5500)有了明顯的擴展它雖然采用了FB-DIMM2架構,但內存DIMM仍然是純DDR3DIMM,與FB-DIMM完全不同)  英特爾無疑是HPC市場上處理器的霸主,但仍然有些勢力在吸引著人們的注意力,比如IBM的Power系統,在全球TOP500排名中,占據著榜首的位置(代號“RoadRunner”),不過在中國市場上,Power系統只在TOP100中占據2%的份額,什麼原因會造成這樣的差距,而英特爾又如何看待這個對手呢?  DavidScott表示,“Power系統也是一種出色的計算系統,但與x86分屬兩種不同的指令集架構,它算是IBM的傳統勢力。不過,從總的趨勢來看,Power系統的份額一直是下降的態勢,x86系統正在不斷擴大的自己的份額,這與整體的生態環境有很大的關系,用得人越多,生態環境越好,反過來會更加促進這個市場的擴張。”對于Power系統乃至RISC系統會不會從HPC領域消失,DavidScott笑著說道,“我相信不會,它還是有自己固有的應用領域,只要IBM不放棄,我相信就不會消失,它永遠都會存在,只是份額越來越小而已。”  對于國內市場上為什麼Power系統份額如此之少,與TOP500形成鮮明的對比,張云泉博士認為主要的問題還是在成本上。“比如他們的大系統藍色基因(Bluegene)就很貴,而且是整套賣,一套就上千萬,這在中國是比較難承受的,而且有些系統我們想買,他們可能不買,所以Power系統在中國HPC市場的表現主要是與IBM的市場策略有關,這也造成了基于Power的HPC市場的萎縮。”  不過,在HPC市場中,除了傳統的CPU外,GPU所帶來的新勢力也來勢洶洶,這對于英特爾來說也是一種潛在的挑戰,當然英特爾也正在推行自己的GPU戰略,這就是Larrabee。在美國舉行的2009IDF秋季大會上,臺下的聽眾最想知道的就是有關Larrabee的細節,那么英特爾怎么看待GPU計算,自己又將如何去做呢?  “這是一個很有意思的問題,”DavidScott表示,“GPU因其特有的架構,所以在浮點運算方面強大的能力,這一點英特爾也看得很清楚,但GPU在HPC中的應用有一個很重要的問題,就是超并行編程的問題,而英特爾所看重的是如何保護用戶的既有投資,讓用戶的應用可以更加平滑的部署到新的系統上,而不用大量的重寫代碼,所以英特爾并不求快,必須等相應的開發環境成熟后,才會推廣硬件平臺。”對此,何萬青博士補充到,“這也是我們為什麼大力開發Ct編程環境的原因,就是希望能以一個統一的架構來把用戶的應用串起來,用戶在這個環境下可以開發出基于IA架構的小到SoC、大到HPC的應用,這對于保護用戶的投資,增強用戶友好性有著重大意義。”  對于Larrabee以及未來的GPU與CPU整合設計,DavidScott強調,“Larrabee最初上市將是圖形卡的形式,面向圖形應用與游戲娛樂領域,之后英特爾才會把它融入到計算系統中,它在設計之初就考慮到了統一的IA架構。Larrabee從某種角度上說是一種眾核的IA架構,而在英特爾未來CPU設計中將會引入大核心與微核心的混載架構,可以說是一種CPU+GPU的整合設計,不過這與現在的Clarkdale架構不一樣,Clarkdale整合的GPU對于HPC應用沒有任何的幫助,但未來將Larrabee與CPU整合后,將會體現出CPU與GPU整合后的強大威力。”    率先采用32nm工藝的Clarkdale與Arrandale集成了GPU模塊,但它們對于通用計算毫無幫助  中國HPC與國際的水平差異、未來超算中心的建設  接下來的問題圍繞國內的HPC發展來展開,首先最讓人關心就是中國目前的HPC實力,包括超算中心的數量,計算規模與國際相關發達國家相比還有哪些不足和差距,顯然長期跟蹤中國HPC發展的張云泉對此最有發言權。  “總體上說,中國的HPC在全球處在一個不錯的水平,但發展很不平衡。”張云泉表示,“這個不平衡主要體現在應用開發的實力與HPC硬件開發的實力的不平衡,這次大會上公布了中國首臺千萬億次高性能計算機,在全球來看,我們是第二個能做出這種機器的國家,另一個是美國。所以說硬件水平已經相當不錯了。在亞洲,這個成績肯定會讓日本很著急,他們也在做千萬億次的機器,可被我們搶先了。至于歐洲,很多國家并不開發自己的HPC,只是購買現成的系統,比如德國、英國等等,但法國布爾(Bull)的水平也很不錯,算是歐洲少數幾個比較著名的HPC廠商之一。可就HPC應用的規模和水平來說,我們的差距還很大。”  張云泉用了三個層次來比較中、美、日本歐洲之間的HPC發展和應用狀況,“美國的HPC硬件開發和HPC應用水平都很高,日本歐洲的HPC硬件實力一般,但應用水平很高,中國則是硬件實力不錯,但應用水平很差,這基本上就是一個總體的寫照。”  然而相對于硬件上開發,HPC應用的開發更為枯燥而困難,對此張云泉深有體會,“由于早期國家以及企業的重視度不夠,HPC應用主要是靠購買,自主開發的很少,但是這些軟件的授權費用很高,而且就算你有錢,有些高精度運算的模塊人家也不賣,在某些領域,不能實現高精度運算,HPC沒有意義。隨著中國工業的進步,很多領域都開始注意到了HPC的重要性,但應用的開發是需要積累的,并不能很快出成績。”何萬青博士對此表示非常贊同,“英特爾公司也正在大力幫助中國相關的客戶加強并行計算應用方面的開發能力,但一個HPC應用軟件從最初的開發到最終能良好而高效的執行,基本上要經歷數年的時間。”不過,在中國HPC市場上有部分應用的開發能力已經接受世界的領先水平,“比如石油勘探,氣象研究等,有些公司,如東方物理等開發的軟件表現都很不錯,”張云泉表示,“在以往報考我這里的從事HPC行業的研究生,都不能滿員,只能是報多少招多少,但現在也基本快達到了10:1的錄取比例,說明了這個市場在變化,愿意從事HPC應用開發的越來越多,我們高性能計算專家委員會也計劃推出一系列的鼓勵計劃,并建議國家相關主管部門繼續加強HPC后備人才的培養,而且培養出來了還要留住,否則沒有積累就不可能開發出高水平的HPC應用。”  不過,就硬件建設方面,雖然中國的水平不差,但中國的行政特色中的“面子工程”還是一個很普遍的現象,這次天津濱海新區因為天河一號而蜚聲海內外,這多少可能也給其他省市一種“啟發”,那么會不會在HPC大熱之余又造成過多的超算中心的重復建設呢?張云泉博士顯然也有這種擔憂,“的確,中國超算中心的建設模式與國外不太一樣,很多行業的大干快上,都是由當地政府所引導的,而這次天津濱海新區的超算中心因天河一號的部署一舉成名,也的確起到了很好的‘名片’效應。是否會形成重復建設的局面確實值得我們警惕。”  然而,張云泉更強調,不能因為怕重復建設而縮手縮腳,這其中要把握好一個度。“可能會出現某種泡沫,但泡沫之后往往也會得到更多的實惠,比如如果沒有之前大規模的網絡基礎建設,中國的寬帶應用也不會如此普及,價格也會高很多。HPC也一樣,我們要在量力而理智的基礎上鼓勵地方發展超算中心,這其中有一個雙向帶動的作用。一方面,地方可以因此提形科研工業基礎方面的形象,另一方面也會在招商引資中增添砝碼,吸引大企業落戶,使用你的超算中心。現在的地方領導人也在講經濟效益,一個超算中心運行一天的電費就不得了,所以我們需要加強如何用好超算中心方面的引導,這個思路通了,重復建設的現象也會得到很大的扼制。”    從上海超算中心與美國橡樹嶺國家實驗室的HPC應用規模來看,就能體現出中國目前的差距,在橡樹嶺實驗室,50%的應用規模集中在3萬核以下,3萬至4萬5千核的規模占32%,4萬5至9萬核的規模占18%,而中國的上海超算,60%的應用只用到16個以下的核心,160核心以上的還占1%,差距十分明顯  為此,張云泉以上海超算中心正在推廣的科學應用規模倍增活動舉例,“現在中國的HPC應用規模與國外相比,相差十分明顯,所以我們更應該強調超算中心的利用而不是建設,有需求自然會建設,但如果只建設而沒有需求和應用,顯然就是一種浪費!”

關鍵字標籤:Mini SAS HD Cable

 
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