伴隨現(xiàn)代科學(xué)疆界的不斷擴(kuò)展、以及數(shù)字世界與物理世界的深度融合,高性能計(jì)算在近 20 年間維持了輝煌的“十年千倍”增長(zhǎng)規(guī)律,遠(yuǎn)超摩爾定律,其應(yīng)用模式也從傳統(tǒng)的計(jì)算模擬與數(shù)字仿真走向“科學(xué)研究第四范式” —— 即基于大數(shù)據(jù)相關(guān)性分析的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和研究。
我國(guó)高性能計(jì)算崛起于“863”計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家統(tǒng)籌支持,超級(jí)計(jì)算機(jī)曾連續(xù) 5 年 10 屆問(wèn)鼎世界 TOP500 排行榜榜首,并由此走入大眾視野。時(shí)至今日,我國(guó)高性能計(jì)算已不僅面向前沿科學(xué)研究、服務(wù)國(guó)家突破戰(zhàn)略科研領(lǐng)域,更將作為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新動(dòng)力,在生命科學(xué)、先進(jìn)材料、能源、工業(yè)仿真、遙感計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生愈發(fā)深遠(yuǎn)的輻射帶動(dòng)作用。
圖:TOP500 算力增長(zhǎng)趨勢(shì)
但在璀璨光環(huán)的背后,我國(guó)高性能計(jì)算的核心價(jià)值遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮,其商業(yè)化、生態(tài)化、產(chǎn)業(yè)化道路依然充滿挑戰(zhàn)。
一方面,“大計(jì)算”與“大數(shù)據(jù)”的融合已成為最具確定性的應(yīng)用創(chuàng)新趨勢(shì),日漸豐富的大數(shù)據(jù)/AI 應(yīng)用迫切需要支持多種處理模式的異構(gòu)融合計(jì)算平臺(tái),尤其是大數(shù)據(jù)的多源性、多樣處理模式、復(fù)雜數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式,都對(duì)傳統(tǒng)超算中心的平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)分析挖掘等諸多方面提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
另一方面,國(guó)家科研項(xiàng)目的資助模式和管理方法適用于單點(diǎn)突破,雖然推動(dòng)了我國(guó)超算數(shù)據(jù)中心的飛速崛起,但依然缺乏全局生態(tài)環(huán)境的頂層布局和產(chǎn)業(yè)化持續(xù)造血能力,底層硬件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用、開發(fā)套件的深度協(xié)同需要基于完備的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),其中,更高效、更便捷、更低成本的商業(yè)模式是不可或缺的基石。
隨著我國(guó)高性能計(jì)算逐漸進(jìn)入到以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的發(fā)展階段,面向大數(shù)據(jù)應(yīng)用的異構(gòu)算力開始在重點(diǎn)領(lǐng)域迅速落地,政府機(jī)構(gòu)、高校院所、云廠商、第三方超算運(yùn)營(yíng)平臺(tái)等多方力量也在積極探索高性能計(jì)算的商業(yè)化、生態(tài)化、乃至產(chǎn)業(yè)化新模式。
例如,在生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,從神經(jīng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維立體重建、到高通量虛擬藥物篩選、再到多源異質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的融合挖掘,快速增長(zhǎng)的多樣化應(yīng)用亟需基于多尺度、多模態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)分析,基于深度學(xué)習(xí)的任務(wù)調(diào)度、程序性能優(yōu)化至關(guān)重要。為支持上述應(yīng)用,高性能硬件也從單純面向科學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)向兼顧 AI/大數(shù)據(jù)應(yīng)用,NVIDIA 深度學(xué)習(xí)優(yōu)化 Tensor Core GPU,以及 Google TPU、寒武紀(jì) MLU、FPGA、ASIC 等深度學(xué)習(xí)處理器/加速部件都得到了廣泛應(yīng)用。
在產(chǎn)業(yè)化方面,中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格是我國(guó)超算由政府主導(dǎo)走向需求引領(lǐng)的率先探索,依托國(guó)家“863”計(jì)劃,中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格旨在建立具有新型運(yùn)行機(jī)制和豐富應(yīng)用資源的、實(shí)用型的高性能計(jì)算應(yīng)用服務(wù)環(huán)境和應(yīng)用領(lǐng)域社區(qū),目前接入了 6 家國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心,以及上海超級(jí)計(jì)算中心、中科院超級(jí)計(jì)算中心 2 個(gè)主節(jié)點(diǎn)。
眾多高校、科研院所也更傾向于將自建的超算中心與云計(jì)算打通,為科研人員、教師、學(xué)生等多樣需求提供集約化、彈性、便捷的超算服務(wù)。此外,北京超級(jí)云計(jì)算中心則通過(guò)政府與超算運(yùn)營(yíng)平臺(tái)聯(lián)合運(yùn)營(yíng),探索超算商業(yè)化新模式,上海超級(jí)計(jì)算中心也在積極探索面向公眾開放的商業(yè)化超算服務(wù)。
青云科技作為一家企業(yè)級(jí)云服務(wù)商,也是一個(gè)基于云模式的綜合企業(yè)服務(wù)平臺(tái),始終致力于探索為行業(yè)應(yīng)用提供豐富多樣、靈活便捷、低成本的算力服務(wù)模式。
在我國(guó)高性能計(jì)算深度融合大數(shù)據(jù)應(yīng)用、探索商業(yè)化路徑的過(guò)程中,青云科技提出一種:基于公有云 IaaS、PaaS 層基礎(chǔ)架構(gòu)的高性能計(jì)算方案,提供從上云計(jì)算到結(jié)果產(chǎn)出的全流程 SaaS 化計(jì)算服務(wù),真正實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算資源的彈性伸縮、按需計(jì)費(fèi)、無(wú)需運(yùn)維等“云屬性”。
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