疫情之下，一場(chǎng)聲勢(shì)浩大的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型大潮，在疫情催化下，噴薄而來(lái)。而在整個(gè)社會(huì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之下，計(jì)算力成為重要的支撐，計(jì)算力就是生產(chǎn)力成為共識(shí)。
超級(jí)計(jì)算需要超級(jí)算力，超算是各國(guó)競(jìng)相角逐的科技制高點(diǎn)，也是國(guó)家綜合科技實(shí)力的體現(xiàn)。在全球前500的超算當(dāng)中，中國(guó)廠商已經(jīng)占據(jù)了數(shù)量上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。而除了全球超算TOP500之外，中國(guó)超算自己的榜單也正在煥發(fā)越來(lái)越重要的影響力。11月15日，第二屆中國(guó)超級(jí)算力大會(huì)召開(kāi)，會(huì)上公布了中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能排行榜 TOP100 ，北京超級(jí)云計(jì)算中心榮登榜單第3位。
中國(guó)超算多元化，百花齊放VS算力之爭(zhēng)
超算是國(guó)之重器。隨著新基建的推動(dòng)和新冠疫情的洗禮，政企上云的意愿和行動(dòng)越來(lái)越快速，也越來(lái)越堅(jiān)定，這對(duì)高性能計(jì)算的交付與應(yīng)用也是一個(gè)極大的促進(jìn)，企業(yè)對(duì)強(qiáng)大算力的需求也在持續(xù)升溫。各類(lèi)超算中心也在嘗試和探索多元化運(yùn)營(yíng)模式，致力于提供全譜系服務(wù)。
從超算細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看，超算可以分為尖端超算、通用超算和行業(yè)超算三類(lèi)。
尖端超算作為“塔尖上的明珠”，是萬(wàn)核以上的應(yīng)用，追求極大規(guī)模，極致性能，面向攻堅(jiān)型科研，國(guó)家級(jí)客戶、各行各業(yè)頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)，對(duì)超算硬件系統(tǒng)要求極高。尖端超算領(lǐng)域：我國(guó)重點(diǎn)研發(fā)的E級(jí)超算，是每秒可進(jìn)行百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)，被全世界公認(rèn)為“超級(jí)計(jì)算機(jī)界的下一頂皇冠”。目前，我國(guó)已有三家單位發(fā)布了E級(jí)超算的原型機(jī)。
通用超算是萬(wàn)核以下的應(yīng)用，絕大多數(shù)是千核以下的應(yīng)用，針對(duì)不同類(lèi)型應(yīng)用，需要提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，以及更高性價(jià)比的資源，還需要滿足海量無(wú)自建超算用戶的日常計(jì)算需求。
正如，在發(fā)布的2020中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能排行榜 TOP100中 ，北京超級(jí)云計(jì)算中心，Linpack測(cè)試性能達(dá)3.743PFlops，峰值性能達(dá)7.035PFlops，采用AMD最新的第二代霄龍?zhí)幚砥?ldquo;羅馬”，榮登中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100排行榜第3位。同時(shí)北京超級(jí)云計(jì)算中心通用算力總核心已達(dá)10PFlops，與傳統(tǒng)企業(yè)用超算相比，性能要高數(shù)千倍，也基本相當(dāng)于2011年奪得TOP500全球冠軍的日本超級(jí)計(jì)算機(jī)“京”的計(jì)算能力。在給尖端超算提供（國(guó)家超算中心）重要的支撐之外，北京超級(jí)云計(jì)算中心致力于服務(wù)萬(wàn)核以下的用戶需求的和適配行業(yè)用戶的需求，提供商業(yè)運(yùn)營(yíng)的通用超算服務(wù)平臺(tái)，用戶數(shù)已經(jīng)突破2萬(wàn)，并且仍在持續(xù)快速增長(zhǎng)。
行業(yè)超算是面向行業(yè)、按照行業(yè)業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)完整的云上業(yè)務(wù)流程，往往是單核到幾千核應(yīng)用。這類(lèi)客戶最關(guān)注服務(wù)，然后是性能和性價(jià)比。之前我國(guó)的行業(yè)超算主要集中在能源、電信、工業(yè)制造等領(lǐng)域，近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為超算的重要用戶之一。在2019年6月份發(fā)布的TOP500排行榜中，中國(guó)入圍的219臺(tái)超算中，有172臺(tái)超算是垂直行業(yè)在使用。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)傳統(tǒng)超算市場(chǎng)的整體規(guī)模達(dá)280億元，其中尖端超算目前大約占四分之一，而通用超算占四分之三。但目前來(lái)看，超算主要是尖端超級(jí)計(jì)算機(jī)及其用戶,中小用戶和面向行業(yè)的業(yè)務(wù)型用戶的需求沒(méi)有得到滿足。要讓超算進(jìn)入“尋常百姓家”，仍需在應(yīng)用模式和商業(yè)化方面不斷創(chuàng)新，探索新路。
讓超算服務(wù)化，新算力催生超算“新生代”
超算的發(fā)展迭代離不開(kāi)應(yīng)用的創(chuàng)新。以前，用戶習(xí)慣自己建設(shè)大規(guī)模超算中心，不僅交付周期長(zhǎng)、建設(shè)成本高。而云交付和云運(yùn)營(yíng)模式的出現(xiàn)，使得高性能計(jì)算可以按需使用、按使用量付費(fèi)，更高效也更經(jīng)濟(jì)。
新算力，新場(chǎng)景，新模式，正在催生超算領(lǐng)域的新生代，北京超級(jí)云計(jì)算中心在助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)展的同時(shí)，為用戶帶來(lái)新體驗(yàn)、新價(jià)值。
首先，是超算中心云化的創(chuàng)新。
超級(jí)云計(jì)算服務(wù)模式的出現(xiàn)，滿足了用戶隨需而用的計(jì)算需求，進(jìn)一步提升了科研效率。而北京超級(jí)云計(jì)算中心正式這一模式的引領(lǐng)者。北京超級(jí)云計(jì)算中心聚焦通用計(jì)算市場(chǎng)，面向海量無(wú)超算資源的用戶以及中小微超算用戶，重點(diǎn)突出性價(jià)比與優(yōu)質(zhì)服務(wù)，讓用戶通過(guò)租賃來(lái)完成業(yè)務(wù)部署，從復(fù)雜的自建與運(yùn)維中解脫出來(lái)。可以更高效、穩(wěn)定地服務(wù)于各類(lèi)行業(yè)用戶，為超算的商業(yè)化發(fā)展探索出一條新路線。
其次，是隨需動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的服務(wù)模式創(chuàng)新。
由于通用計(jì)算用戶對(duì)算力需求快速增加，計(jì)算速度要求高，動(dòng)態(tài)擴(kuò)容就成了一種更好的選擇。
2018年，北京超級(jí)云計(jì)算中心打造出隨需動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的服務(wù)模式，在2年時(shí)間內(nèi)通用CPU已經(jīng)超過(guò)27萬(wàn)核，計(jì)算能力突破10PFlops，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)通用計(jì)算能力TOP1的水平。通過(guò)以用戶需求為導(dǎo)向進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，北京超級(jí)云計(jì)算中心較好地滿足了用戶對(duì)更多計(jì)算資源、更快計(jì)算速度、更好用戶服務(wù)體驗(yàn)的需求，“讓計(jì)算不排隊(duì)”，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)方式和服務(wù)模式的一次重要?jiǎng)?chuàng)新。
最后，是超算分區(qū)，分類(lèi)提供資源的創(chuàng)新。
面向不同類(lèi)型的用戶需求，北京超級(jí)云計(jì)算中心提供不同的計(jì)算資源，目前主力分區(qū)是A分區(qū)，同時(shí)還有T分區(qū)、M分區(qū)、IO分區(qū)，以及科技云9分區(qū)、12分區(qū)、15分區(qū)、17分區(qū)、19分區(qū)等。此次，登榜中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能排行榜 TOP100的就是北京超級(jí)云計(jì)算中心A分區(qū)。通過(guò)分類(lèi)提供資源，輕松實(shí)現(xiàn)隨需供應(yīng)、不排隊(duì)、省心省時(shí)計(jì)算服務(wù)。
可以看到，正是基于中國(guó)高性能計(jì)算環(huán)境和云計(jì)算技術(shù)，北京超級(jí)云計(jì)算中心為用戶構(gòu)建一個(gè)集硬件資源、計(jì)算環(huán)境、平臺(tái)服務(wù)、智能調(diào)度為一體的“一站式”服務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)，通過(guò)自身算力的突破和商業(yè)模式的創(chuàng)新，在賦予用戶更多、更好的產(chǎn)品服務(wù)的同時(shí)，將算力轉(zhuǎn)化為更大的科研和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
融合創(chuàng)新與生態(tài)共建，在應(yīng)用領(lǐng)域不斷突破
和尖端超算需求相對(duì)穩(wěn)定不同，大量通用計(jì)算用戶有著多樣化需求，且對(duì)于計(jì)算的靈活性要求更高。如何讓用戶實(shí)現(xiàn)隨需使用，想算就算，需要以用戶需求為導(dǎo)向，不斷融合創(chuàng)新。北京超級(jí)云計(jì)算中心正通過(guò)模式創(chuàng)新和商業(yè)化發(fā)展，為各行各業(yè)提供諸多優(yōu)質(zhì)服務(wù)，幫扶企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)發(fā)力業(yè)務(wù)拓展，讓?xiě)?yīng)用更加便捷、高效。
比如，金風(fēng)科技在全球風(fēng)電市場(chǎng)遙遙領(lǐng)先，從事風(fēng)資源研究已有20年歷史，2016年成立風(fēng)能研究院，在資源使用方面，北京超級(jí)云計(jì)算中心提供了行業(yè)化的專(zhuān)屬資源支持方案，提供了提供獨(dú)占、包核時(shí)等多種使用方式，滿足不同業(yè)務(wù)部門(mén)的需求。同時(shí)配置的資源類(lèi)型豐富，資源數(shù)量充足，特別在使用高峰，有效的支持資源的彈性擴(kuò)展。在使用A分區(qū)資源計(jì)算過(guò)程中，系統(tǒng)未出現(xiàn)問(wèn)題。計(jì)算需求以WRF和CFD為主的兩個(gè)研究方向，經(jīng)在A分區(qū)測(cè)試和日常生產(chǎn)使用，總體計(jì)算性能和速度，有明顯提升。
再如，中科院物理所展開(kāi)凝聚態(tài)物理研究，課題組長(zhǎng)期致力于張量重正化群方法的發(fā)展和應(yīng)用，而張量重正化群方法不僅需要多核心的并行，也需要大的內(nèi)存。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人向濤院士表示，北京超級(jí)云計(jì)算中心A分區(qū)的單節(jié)點(diǎn)256G內(nèi)存和64核心正好滿足了需求，使得團(tuán)隊(duì)得以開(kāi)展對(duì)Kagome自旋液體問(wèn)題進(jìn)行大規(guī)模的張量重正化群計(jì)算，從而解決了Kagome反鐵磁體是無(wú)能隙量子自旋液體這一長(zhǎng)期爭(zhēng)論的難題。同時(shí)A分區(qū)資源計(jì)算速度快，效率高，超算機(jī)器穩(wěn)定，節(jié)點(diǎn)多，不用排隊(duì)，使用十分高效便捷。
超算產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，需要產(chǎn)、學(xué)、研、用各方加強(qiáng)交流，需要算力和應(yīng)用均衡發(fā)展。應(yīng)用算法優(yōu)化和平臺(tái)優(yōu)化深度融合，會(huì)產(chǎn)生無(wú)限的創(chuàng)新。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、“新基建”的引領(lǐng)和推動(dòng)下，超算的重要性得到進(jìn)一步彰顯，隨著我國(guó)對(duì)基礎(chǔ)科研重視程度的逐步提升，高校、科研院所等傳統(tǒng)客戶對(duì)超算需求還有很大的提升空間。北京超級(jí)云計(jì)算中心面臨新基建的重大機(jī)遇，算力突破、服務(wù)升級(jí)、模式創(chuàng)新，無(wú)疑將為中國(guó)超算注入新動(dòng)能。
