高性能计算追逐赛

                                         

       6月18日，全球超级计算机TOP500排行榜(简称“TOP500”) 最新结果公布。这一衡量高性能计算领域发展水平的重要指标，是由美国田纳西州立大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室和德国曼海姆大学整理，每半年发布一次，此次为第31次公布。作为首个突破千万亿次运算性能的超级计算机，IBM为美国能源部国家实验室研发的“Roadrunner”（中文译为“走鹃”）系统，以每秒1026万亿次的浮点运算能力毫无悬念地占据了此次“TOP500”的榜首位置。
 
  而就在此次“TOP500”正式公布后不久，中国的高性能计算领域也取得了突破。

　6月24日，国内服务器厂商曙光公司与中科院计算所、上海超级计算中心在北京联合宣布，曙光公司最新发布的“曙光5000”落户上海超级计算中心。这台即将落户上海的“曙光5000”，拥有每秒200万亿次的浮点运算能力，刷新了国产高性能计算的纪录。依照6月18日公布的“TOP500”，这台中国自主研发的超级计算机有望进入前十。

  打破“玻璃房子”

　从白手起家到如今雏形初显，中国HPC产业一路走来，荆棘满地。国产高性能计算的异军突起，是与一个有关“玻璃房子”的故事密切相关的。

　拥有绝对技术优势的欧美发达国家，曾在相当长一段时间内对中国实施高性能计算的封锁与禁运。而在那时，中国众多行业特别是能源行业对高性能计算的需求十分迫切。由于石油勘探的需要，原石油工业部物探局曾花费“天价”购买了一台国外的大型机，后期集成与维护的费用动辄以百亿计。尽管如此，还不得不接受对方提出的苛刻要求：必须将机器安放在一个中国工程师不得入内的透明“玻璃房子”里，以便美国专家进行技术监控。同时，美国专家还将监控日志定期上交美国政府审查。

　为拆除“玻璃房子”，满足中国各行业对高性能计算的强烈需求，中国不得不选择自主研发高性能计算机。随后包括银河、曙光在内的一系列高性能计算机的出现，令中国高性能计算产业看到了彻底将“玻璃房子”打破的希望。

  1983年，国防科技大学慈云桂教授等技术专家在极其简陋的条件下，研制出了中国第一台每秒1亿次巨型计算机机系统“银河”。之后，“银河Ⅱ”10亿次巨型机面世，实现了从向量巨型机到处理并行巨型机的跨越。

　1992年，在中国科学院计算所的努力下，中国第一台每秒25亿次的高性能计算机——“曙光1000”问世。虽然“曙光1000”在如今看来并非真正意义上的商业化机器，但它的战略效应却是立竿见影：就在这台高性能计算机诞生的第三天，美国便宣布解除10亿次计算机对中国的禁运。“这台曙光1000是为东方地球物理研究所研制的，而‘玻璃房子’就设在那里。”现任曙光总裁历军回忆说。

　随着高性能计算机的解禁，中国的高性能计算全面商业化时代随之到来。1997年，曙光第一台商业化高性能计算机“曙光1000A”在辽河油田正式投入运行，意味着国产高性能计算机开始抢占一度被外国巨头把守的中国石油行业市场。“这是用户头一回掏钱购买国产的大型机”，“曙光机能卖钱了”使整个高性能计算行业都很振奋。

  崎岖的商业化

　科研成果商业化，使高性能计算的运用得以从单一的科学计算领域脱离，向气象、石油、航空、航天等纵深领域渗透。但作为一个特殊产业，由于核心技术的缺乏与运用领域的相对局限，高性能计算不可能立即看到经济价值，使中国高性能计算的商业化之路并不平坦。

　2001年开始，联想高性能计算的研发尝到短暂的甜蜜。2002年7月，实际运行速度每秒1.027万亿次的机群系统——联想“深腾1800”问世。当年11月，深腾1800第一次登上“TOP500”，位列第43位。2003年11月，运算速度为每秒4.183万亿次的“深腾6800”问世。

　这两款高性能计算产品的推出，使联想摇身一变成为高性能计算领域的佼佼者之一。但好景不长，由于高性能计算并没有马上转换成实际收益，当时以“国际化”作为发展方向的联想，在2005年收缩业务战线时将服务器业务划分为“种子业务”，而非核心业务。而在对IBM PC业务的整合逐步完成之后，联想又重新将目光转回到高性能计算市场。2007年，在高性能计算市场沉寂近两年之后，联想再次将高性能计算提上了日程，先是发布各种关于高性能计算的研发及市场策略，后又以强大的营销攻势迅速地渗入到教育、政府、海洋等领域。2007年7月，联想签下F1方程式赛车威廉姆斯车队的大单后，这意味着联想服务器正式回归高性能计算阵营。

　浪潮公司，是国内服务器厂商中推进高性能计算商业化的另一股不可忽视的力量。2002年11月，浪潮发布“天梭工程”，提出在高性能服务器领域的发展思路和规划，吹响进军高端商用市场的号角。目前，浪潮直接面向高性能计算市场的“天梭”系列被划分为两大类，一类是主要应用于科学计算领域，另一类则是主要针对于商业应用领域。

　联想、浪潮等以商业运作为核心的服务器企业的加入高性能计算阵营，更加上曙光在商业化方面的持续突破，加速了高性能计算的商业化步伐，国产高性能计算产业化终于渐成气候。

  高度伸缩加速普及

　目前，在全球范围内，高性能计算正呈现出从科学计算领域向商业计算与信息化服务领域转移的趋势。对高性能计算的需求，已不再局限于气象、石油、航天等专业领域以及少数大型企业。如何进一步扩展高性能计算的运用领域，成了高性能计算行业面临的问题。

　“曙光希望在高性能计算的非传统领域做一些尝试。”历军对记者表示，“我们的策略很简单，就是通过各种渠道进行普及。因为高性能计算产业要向前发展，根本点在于要为人所用，要有广泛的用户群体，而不能维持之前只局限于几大科研院所，只有几个计算机专家使用的局面，因为这是很悲哀的。”为此，曙光希望对相关软件以及机器的管理采用标准化的方式。“只有容易用了，门槛才会低，才有更多的人用，这样才有更大的市场，企业才会进一步投入，这是一个循环过程”。

　此外，曙光还希望其遍布全国的合作伙伴从过去系统逐渐迁移到其最新的“曙光5000”上来。“上一代的曙光4000A更强调诸如空气动力学、流体力学这样的大规模科学计算。而‘曙光5000’则是一个通用系统，采用刀片架构，使曙光5000获得了高度的灵活性，能灵活配置成各种形式以适应不同需求。”

　要想在商用市场有所作为，曙光需要跨越的第一道障碍便是用户对高性能计算复杂应用环境的“恐惧”心理。而从传统的机架式转变为刀片架构，或许将成为曙光在商用机市场的突破口。因为高性能服务器规模一旦具备高度伸缩性，针对不同运用环境的产品定位将更加清晰，产品的价格也将随之富有弹性。

  实际上，曙光此次交付给上海超级计算中心每秒200万亿次运算能力的高性能计算机，仅仅是“曙光5000”系列的其中之一。即将为奥运服务的“曙光5000”，大概有50万亿次的运算能力。“‘曙光5000’强调高扩展能力，无非就是规模小而已，管理方面与230万亿次的机器是一样的。”历军说。