高性能与云计算:背道而驰?

6月底,全球超算计算机TOP500榜单正式发布,中国“天河二号”第三次获得冠军。这个结果并不出乎意料,毕竟在这前的两次中天河二号都一直遥遥领先,专家也预计其将获得下一次的TOP500比拼中。超级计算机一直是人们关注的焦点,其不仅代表着国家的科研技术,同时是对国家安全战略有着巨大的影响。

云计算是时下非常火的一种新型的IT技术,云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。灵活扩展是云计算的一大优势,用户可以根据需求对计算能力进行灵活的扩展,帮助用户利用最少的资源来解决所需的计算能力。

那么云计算与超算有什么关系呢?云计算是否会取代超级计算机,来承担数据密集型、I/O密集型的应用呢?相信很多网友都会有这些问题。那么今天我们就来谈一下未来高性能与云计算是背道而驰还是走向融合?

超级计算机能够提供超高的性能,其一般主要应用于科学计算、工程模拟、动漫渲染等领域,这些应用大多属于计算密集型的应用。而云计算则是在近两年随着互联网发展起来的新兴计算,其依靠着灵活的扩展能力主要应用于社交网络、企业IT建设和信息化等数据密集型、I/O密集型的领域。

超算与云计算的侧重点不同,但是二者之间也有很多相关的特点,比如,两者都使用了分布式计算、网格计算、集群、高密度计算,其中也有一些特定的领域利用云计算技术来从事高性能类的应用。例如,北京市计算中心打造的“北京工业云”,为中小企业提供产品设计模拟服务。

不过超算与云计算也存在很多不同,比如HPC几乎不用虚拟化技术,因为一个应用就可能把多个机器的CPU都跑满了,虚拟化技术没有用武之地,而在企业私有云中,虚拟化却是一个最基础的IT技术。

其实云计算与高性能有着千丝万缕的联系,事实上,超级计算中心也是一种早期的运算模式,通过昂贵的计算资源部署,多个领域的用户通过互联网远程使用计算服务并根据使用量来进行支付费用。但超算又与云计算有着明显的区别,下面我们来看一下:

云计算不能取代超算

云计算如今已经能够为用户提供一些领域的计算能力,那么云计算是否是超级计算机的替代者呢?答案是否定的。对于大多数使用较小规模设备的研究者,云计算是有吸引力的替代器。但如果一种Petascale计算需要极低的任务间通信延迟,现在的云计算肯定不是合适的替代者。

云数据中心

目前的大多数云计算并不支持顶尖的超级计算,让超算任务去云计算中应用就如同要说服驾驶F1赛车的人去乘公共汽车。

超算主要执行计算密集型的任务,CPU的利用率已经很高,因此虚拟化技术对于HPC的CPU利用率作用不大。虚拟化对计算密集型(如果数据能全部放进内存)应用的影响很小,而I/O密集型应用的性能则会有一定下降。基于云计算理念来构建超级计算中心,除了满足传统的或现有的HPC用户需求外,更重要提创造并吸引众多新领域的用户。

全文总结:

虽然云计算是IT发展趋势所在,但就目前状况来看,让发云计算替代超级计算机来完成关键业务的研究还远远不够。云计算的易用性会影响传统的HPC计算模式,但想在关键应用中取代超算的地位目前很难实现。

原文发布于微信公众号 - 云计算D1net(D1Net02)

原文发表时间:2014-07-09

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