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    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考

      [  中关村在线 原创  ]   作者:徐鹏

    超算界的朋友对TOP500不会陌生,蝉联三届榜首的Summit不仅在运算能力上领先一筹,其利用神经网络模型训练“指导”仿真的“自学习”能力也让大家看到了超级计算机的新潜力。由这一技术场景放大,可以看到HPC的应用路径正在从以往作为传统计算的算力输出,演进为与业务场景的“软性需求”有了越来越多的结合,例如借助机器学习对高级数据进行深度的分析。这种变化背后,是HPC与AI融合的大势所趋。

    7月12日,以“融合计算”为主题的2019联想全球超算峰会(2019 Lenovo HPC Summit)在北京召开。会上,联想正式发布“深腾X9000融合计算平台”,并且升级了ThinkSystem SR670 GPU服务器,以及最新版本的智能超算统一平台LiCO 5.3,以帮助用户管理AI系统。

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    联想融合计算平台深腾X9000发布仪式

    以HPC为核心,聚焦技术融合、行业融合、生态融合,联想将从三个方面助力行业破局,与中国企业共同面对未来的发展与挑战。值得一提的是,2019年也是联想HPC发展的第20个年头,在不久前ISC2019公布的TOP500榜单上,联想以173套的成绩领跑全球,这正是对多年来其扎根超算产业的最佳回报。

    “随着AI、大数据、云计算等信息技术的发展,我国高性能计算迎来新的突破。”联想集团高级副总裁、数据中心业务集团中国区总裁童夫尧谈到,“高性能计算为人工智能、大数据的崛起提供了计算引擎,而人工智能、大数据又带动高性能计算呈现新的发展形态。可以看出,在各个层次上的协同设计会成为高性能计算发展的关键点,所以,我们要构建高性能计算、大数据、人工智能和生态环境的融合协同,帮助越来越多的企业通过跨界融合、加速创新来开拓新的发展动力。”

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    联想集团高级副总裁、数据中心业务集团中国区总裁童夫尧

    HPC+AI革新传统算力

    无论是医疗健康、工业制造,还是交通运输、金融投资,围绕数据所产生的智能化分析充斥着人们的工作和生活,AI已经无处不在。HPC的出现,则在算力乃至算法层面加速了这一进程。AI在语音识别、图像处理、计算机视觉等方面解放了传统生产力,虚拟和物理世界的边际变得越来越模糊,跨界融合正在发生。

    开篇的介绍来自联想集团副总裁、联想研究院企业云和无线实验室负责人黄莹博士,他为HPC+AI的融合给出了颇具代表性的例子:Summit训练的神经网络模型可以帮助理解惯性约束核聚变(ICF)仿真的结果,预测内聚变的行为。经过训练之后,该模型能够作为仿真的代理,在极小部分时间内快速评估参数以指导进一步的仿真。而这类仿真如果用传统HPC进行试验,那么需要经历500万次仿真,大约要耗费30亿个CPU小时。相较之下,如果发挥HPC与AI融合的能力去解决这个问题,仅仅需要6万次仿真。

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    联想集团副总裁、联想研究院企业云和无线实验室负责人黄莹博士

    类似的例子也出现在大数据计算和深度学习的场景中,在数据流处理时,对于科学和工业HPC应用(如天体物理学、数字孪生等)而言,考验着对输入数据具有及时行动的能力。而在就地/在途处理过程中,HPC数据集处于后处理环境,可用于离线可视化,处理和分析,将边缘计算处理与集中式云/HPC处理相结合,对数据实时处理的需求越来越高。如果想做到边计算边反馈,就要让传统HPC仿真和深度学习进行融合,在减少计算量的同时改善仿真结果。

    从PC到移动终端、再到各种各样的智能设备,计算的形态始终发生着变化,但核心对象一直没有变过,这也成为了驱动AI发展的关键要素,那就是数据。 “过去,HPC更多是以其高度的计算要求完成负载,例如气象预测、物理仿真、分析建模等,这些都是传统层面上大家比较关注的。”黄莹表示,“而新的计算需求会利用到AI模型,在这方面与HPC做很好的整合,要思考如何把HPC与分析能力结合之后,加速一些复杂计算的融合。”

    融合计算的“三要素”

    为了加速未来计算的融合,联想提出以云到端的全域能力,从三个维度推动行业的变革。技术融合方面,联想发布的深腾X9000是基于行业场景的一体化解决方案,拥有多项HPC、AI和BigData的关键技术,其中包括46项国家发明专利。同时,X9000融合计算平台还集合了AR/VR、分布式训练、人脸识别、语义识别等基本能力,支持服务器HG680X、HG690X,以及采用第二代英特尔®至强®可扩展处处理器SR650、SR670等产品,能够以强大的计算能力,加速智慧金融、智慧物流、智慧供应链、智慧医疗等各行业创新实践。

    在异构性上,深腾X9000着重升级了GPU服务器SR670,能够平衡CPU和GPU不同负载,更加具有灵活、紧凑、高效、散热好等优势,所搭载的第四代温水水冷技术“海神”可使其数据中心运行效率提升50%。在集成性上,深腾X9000支持集成交付、集成管理、集成研发等3种流行的计算机视觉场景,支持联想CPU/GPU/Xeon Phi/FPGA/寒武纪等异构平台。在智能化上,深腾X9000搭载新一代智能超算平台LiCO 5.3,能够在一个集群中支持HPC和AI作业的统一资源调度。

    行业融合方面,联想为科研、教育、航天、气象、汽车、石油石化、生命科学等领域提供了成熟的解决方案。在载人航天领域,联想HPC曾为“神舟九号”、“神舟十号”和“神舟十一号” 载人航天发射任务提供了技术保障,稳定、高效地承载了大量的关键计算工作。在教育科研领域,联想为南方科技大学部署了高性能集群“太乙”,帮助师生大幅降低了采购超算资源的时间,节约了研究经费。在智能制造领域,联想HPC为长城汽车提供前端到后端的完备保障,实现资源最大限度的利用,保障研发与生产的效率,推动中国汽车产业的发展。

    生态融合方面,联想进一步加强了与各领域合作伙伴的密切联系。在硬件层面继续加深与Intel、NVIDIA、寒武纪等厂商的合作;在软件层面主动开放生态系统,吸引主流软件厂商加入联盟;在应用层面,联想创投投资了Face++、银河水滴科技等有潜力的科技创新公司,打造了从硬件到软件到行业应用的生态圈。

    同时,联想也组建了完整的HPC人才团队,其中包括联想首席科学家祝明发带领的HPC专家团队,联想CTO芮勇和徐飞玉博士带领的人工智能团队。此外,联想还与北京航空航天大学携手共建联合实验室,双方充分发挥自身优势,在提升科研实力和产品技术水平的同时,也致力于为企业培养更多的实战型人才,为HPC领域提供丰富的人才储备。

    差异化创新成就E级普惠

    从1999年组建HPC部门,联想经历了HPC从无到有、从跟随到领先的发展之路。ISC 2019上以173套的成绩蝉联TOP500榜单全球第一证明,联想让HPC真正走到了行业应用中,而在服务世界各地、不同领域的客户的过程中,联想也在不断推出各种创新技术,“海神”就是其中的代表,这使得联想成为了首个提供温水水冷系统的厂商。与传统风冷系统相比,“海神”的热转换模块可提升24%性能(每个机架平均每年可节省2100美元的成本)、水冷节点可提升45%性能(降低40%电力成本),并且提升3.5倍效能(节省的效能可提供4000个LED灯的电力)。

    目前,全球前25所研究型大学中,有17所运行着联想HPC解决方案。在哈佛大学,联想为其部署了包括ThinkSystem SD650在内的800台服务器,并采用了北美地区首个“海神”水冷技术,节省了50%的成本和45%的能耗。在多伦多大学,联想更是部署了由1500台ThinkSystem SD530组成的服务器集群,借助Dragonfly Infiniband高速互联技术实现超低时延,不仅在TOP500中位列69位,更是在空气制冷的条件下在Green500中的能效排名位列31位。

    当然,面对即将到来的E级计算时代,联想希望做的远不止是将技术优势发扬光大,还要让更多的客户在部署不同规模的系统时都可以尽享E计算所带来的红利。为此,联想正在对超算系统进行重构,试图将超大规模的系统“切分”成更小的系统,使得传统数据中心的客户也能受益于超算系统的技术。举例来说,E级系统所使用的超大机架的重量超过普通机房的承重,需要进行改装,而联想提供的方案可以让客户使用标准机架即可实现E级计算。再如,E级系统所需的特高压和网络互联也是专有的技术,联想交付的网络技术则能够使用以太网连接E级系统。

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    为E级计算所设计的两种思考

    “超算系统的体系都是高于现在一般数据中心的5、6倍,像欧洲、美国在超算上都是10亿(美元)级别的投入,这么大的投资不可能只做一、两个专有的系统,我们希望更广泛的被使用。”联想数据中心业务集团全球高性能计算技术高级总监Scott Tease对笔者说:“我们认为要实现从E级计算和规模可扩展的计算,研发创新点是各个方面的,比如供电电源、冷却、文件系统、存储、加速等等都需要更多的研发投入。”

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    联想数据中心业务集团全球高性能计算技术高级总监Scott Tease

    联想数据中心业务集团技术总监单奖定认为,未来的计算更多会在异构的环境中发生,专用性的解决方案会越来越多,这就需要联想设计出开放的架构根据客户需求将异构计算单元整合起来,包括与寒武纪等合作伙伴提供的各类芯片结合,进行技术层面的融合。

    开启融合计算新纪元 联想迈向E级时代的新思考
    联想数据中心业务集团技术总监单奖定

    结语

    未来,迈入E级计算时代的HPC与AI的关系将呈现螺旋式的加速上升,相互促进的发展路径在联想的技术融合、生态融合、行业融合理念推动下,可以更好的帮助中国企业实现智慧转型。正如童夫尧所说:“数字经济时代以科技为核心的创新已经到来,联想将继续以全球化+中国特色作为业务战略,构建高度安全、可信的信息产业的基础设施,通过创新推动产业升级,开创新时代。”

    联想ThinkSystem SR650(Xeon 铜牌3104/16GB/600GB)

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    [经销商] 京东商城

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