未来,没有HPC就没有竞争力可言。
如今,随着百亿亿次计算时代的到来,高性能计算产业将建立起一个以技术、环境、应用、产业化和人才培养协同发展的生态系统,经过4年的发展,2015年高性能计算用户大会也聚焦云计算和大数据、高性能计算融合的趋势,首次提出“大计算”理念,将重点在深度学习技术在应用,并围绕“工业4.0”,探讨高性能计算与其他计算形式如何有效融合,推动未来工业的智能化发展。
而作为一路在这个生态环境中的浪潮高性能计算,将根植应用、引领创新。
“工业4.0”让HPC扮演大计算角色
面对工业4.0应用的需求,正如服务环境和应用带动HPC发展,浪潮集团高性能计算总经理刘军表示,从浪潮的策略来说,从适应的计算环境、融合的基础架构和软件定义的HPC三个方面有着策略布局,不仅是在构建硬件系统上加大投入,而且要把更多的精力投入到应用的发展和人才培养方面,解决这两个问题才能真正让用户把HPC用起来并实现价值。
而从HPC的产业角度,浪潮之前关注硬件设备研发、设计、制造,刘军强调未来是专注于人的层面,要把用户、使用系统平台的人以及开发应用软件和服务的人整合到一个生态环境里,真正地实现HPC系统能够用得好,用得深和用得广。
对于高性能计算,特别是运行算法方面和结构方面需有所加强。在大计算策略下,在随着中国HPC的发展速度加快发展,特别在定制化集群方案上面需求,通过HPC带动深度学习在互联网行业应用会逐渐深入和推动,利用Deep learning整体的应用方案实现业务创新提升。而从这次大会参与者的转变可以看到,之前的众多专家参与到如今百位大学生爱好者参与其中,可以说中国成为整个HPC发展的一个推动者。
面对工业4.0的实现需要的三个支撑点:一是制造本身不仅要做好一个产品,而是把产品生产制造过程做到浪费最少、降低制造成本;二是制造过程中,根据加工产品的差异、加工状况的改变能自动作出调整,达到具有所谓的“自省”能力;三是在整个制造过程中达到最小忧虑化,如零故障、零意外、零污染等,这也是制造业的最高境界。
深度学习让HPC服务大众企业
面向高性能计算领域的“大计算”应用,高性能计算、计算服务环境和应用三个方面要有机结合,钱德沛教授强调计算系统是有不同类型的,传统超级计算强调能力性应用,而如今超级计算安装不仅面对能力性,同样面对容量性应用。在大数据应用方面,大多数是容量性的应用,包括互联网应用、数据分析、数据挖掘,这就是其中用高性能计算能力进行深度学习,深度学习不是一个简单数据处理的分布式的问题,所以需要超级计算能力的支持。
笔者认为,通过硬件设备提供资源,软件环境提供服务能力,以及应用软件来解决应用问题,从过去之前仅支持传统的科研应用,向支持到强调面向多领域应用的方向发展。如,依托国家超算中心在工业方面实现应用,使而如今面向更多的企业,特别是中小企业能够从高性能计算中得到好处。
另外,钱德沛谈到高性能计算的可持续发展,需要一体化考虑,从研究计划、经费以及相关基础设施需要国家提供更稳定的支持,使其能够硬件和应用相互发展、更好地运行。但依然需要国家的支持、用户的有偿服务以及未来产业模式、计算业的模式共同解决这个问题,促进基础设施的可持续发展,需要用户与产业共同努力。
紧抓中国“大”机遇 挖掘应用价值
正如IDC副总裁Earl Joseph报告中显示,在整个全球高性能计算上未来增长有很大的潜力,中国市场增长需求强劲,但相比国外发展,中国在技术层面和平台层面没有很大的问题。中国未来高性能计算在技术提速的同时,应用层面有着怎样的机遇?
中国范围高性能计算增长
Earl C. Joseph对于中国市场有着不同的理解,相比欧美应用,中国新发展的硬件和芯片在应用上具备商业化价值,设计更有扩展性,在众核上的发展使得HPC应用有更好的扩展性。另外,云和大数据,特别是在云端,其应用设计的理念是:在云端的一些核和硬件失效情况下能继续运转、继续保持工作稳定性,是应用在未来的发展方向。
作为深度学习,通过应用来设计、计算来决定结果,应用的设计构建整个应用的运行。浪潮高性能计算用户大会正是在深度学习和工业4.0应用上关注,伴随从中国制造到中国创造,而高性能计算是工程计算中最核心的技术和手段,利用数值计算解决工业产品全寿命周期和工程建设中的各种问题,可以对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算、优化设计,对未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真,及早发现设计缺陷,改进和优化设计方案,证实未来工程、产品的可用性与可靠性。
在大计算策略下,利用高性能计算如何进行汽车碰撞模拟、改进发动机设计,如何精准定位油藏、大幅降低勘探成本,如何设计更安全高效的飞行器等,这些都是HPC在商业化的应用,处于商业应用中快速成长的阶段。
大计算也代表着一个更大计算力的时代——百亿亿次。数据的爆炸式增长带来的直接结果,就是对计算力的需求更加旺盛。在人类社会的数据量以EB级的速度增长的情况下,需要一种新型的低成本、高效率计算架构(主要是芯片、网络技术的颠覆性变革),才能完成数据处理的工作。
上一届IDC副总裁Earl Joseph沟通中就表示美国50亿美元用来研发E级超算机,中国应该把更多的钱投入到应用软件的开发,帮助企业来提高生产力和技术水平。而此次IDC副总裁Earl Joseph指出,应用将成为高性能计算未来发展的首要瓶颈,当下大多数用户依然缺乏软件的使用经验,并且尚有大量的应用程序需要进行重大的重新设计。他强调中国需要定位好市场,特别是针对欧美需求,有效找到当地合作伙伴和渠道能够解决一系列问题。
中国HPC行业发展需“新鲜血液”
人才培养和技术架构创新是不断增强我国HPC实力的必由之路,浪潮如何在人才培养上如何能提供可扩展应用的技术和人才的后续发展?刘军表示,不管对高性能计算系统的研究,还是对高性能计算应用的优化,浪潮都希望和用户一起去做应用的效率的提升、性能发挥以及软件的优化,并推动交叉学科的创新。
关于人才培养,浪潮不仅提供制定卓越人才计划,与各个高校建立培养计划,同时通过卓越人才计划包括持续举办ASC世界大学生超算竞赛,以及成立众核技术实验室,与应用单位一起建立人才基金,其目的就让强大的HPC硬件发挥出应用的价值。
而从浪潮角度来看,做HPC最直接的目标客户在于常规和挑战性需求的HPC的应用领域,浪潮与大学、科学院、企业一起合作,为他们提供在材料、化学、计算机辅助工程、计算流体学、数字迹象预报,遥感卫星,创意设计等方面需求的HPC系统。
可见,在高性能计算产业发展的动力下,客户更加理性的采用高性能计算应用。而浪潮高性能计算将在提供系统平台和软件应用的支持基础上,更加注重对人才的需求培养,不断推动国内高性能产业带来“大计算”发展的趋势,更为高性能计算领域的应用深入挖掘应用价值来提供力量。