独孤求败的中国超级计算机

《为“跑分”而生的中国超级计算机》,这篇关于超级计算机的报道将“天河”系列超级计算机置于风口浪尖。该文援引报道称,2010年斩获“世界最快的计算机”的天河1号已经闲置近一年,成烂尾工程。而天河1号A以及天河2号尽管在计算绝对速度上超越天河1号,但在效率、实用性上却很难令人满意,不知何故,此文于昨夜开始被全网逐步清除,看样子超级计算机将成敏感话题。

超级计算机:越来越孤独的比赛

先看看百度百科对超级计算机的解释:

超级计算机指能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑,其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异,但规格与性能则强大许多,是一种超大型电子计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,多用于国家高科技领域和尖端技术研究,是一个国家科研实力的体现,它对国家安全,经济和社会发展具有举足轻重的意义。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。

倒退10年云计算尚未兴起时,超级计算机确实是科研实力的体现。但我国的超级计算机展露头角已到2009年,这时分布式计算和云计算发展如日中天,Amazon AWS、Google的数据中心闻名于世,Hadoop这一分布式操作系统正在高速发展。

2010年天河1号2010年问鼎超级计算机TOP500排行榜,此后,天河1号A、天河2号继续增加处理器并提高计算能力,部署在广州的天河2号已连续三次获得超级计算机TOP500排行冠军,且下一次排行应该还会稳坐冠军席。但并不能据此认为中国的计算科学的实力已成为世界第一,天河2号能够轻易夺冠,在于超级计算机早已不是各国竞逐的关键,超级计算机大有独孤求败的失落之感。

分布式计算:大有取而代之之意

与超级计算机依赖单机,叠加数千个CPU或GPU以堆砌计算能力不同的是,工业界通过多台计算机组建集群,跨机房调度协同来提升计算能力。分布式计算基于普通商用服务器协同计算来提高计算能力,是可扩展、容错性强、可开放且相对廉价的弹性计算。更重要的是,高度市场化的企业运转决定了它会在实用性与科研性之间追求平衡,具备最优的计算性价比。

Google、Amazon自不必说,中国的云计算发展速度同样惊人。阿里2012年购入的服务器超过了以前5年购入的数量,百度在李彦宏家乡阳泉建设的世界顶级数据中心即将投产,腾讯每年需添置10万台以上的服务器。今年阿里云飞天计划便实现单集群规模达到5000台以及跨机房处理能力。百度阳泉计算中心能够容纳10万台服务器装机规模,未来百度80%的搜索请求将由这里处理,此外百度在南京还拥有基于ARM架构服务器的计算中心,部署5000台万兆集群,亮点是功耗和成本。

移动互联网和物联网正在引爆大数据。海量增长的数据以及计算需求无疑给分布式计算和云计算带来强劲市场需求。这一切似乎与超级计算机并无多大关系。尽管分布式计算存在通讯延迟、I/O瓶颈等关键问题,无法像超算中心那样专注浮点计算,但计算科学讲求的是用空间换取时间,用软件与硬件结合来解决计算问题。理论上来说,云计算完全可以替代超级计算机。

超级计算机未来:经济考虑让位行政目的

超级计算机研发成本巨大,运维成本依然十分高昂。

“龙芯”这样的自主研发科技成果在超级计算机中有些身影,但天河系列超级计算机最重要的CPU却来自Intel,还有来自ATI或英伟达的计算卡。即便如此,超级计算机的研发成本依然十分“可观”,天河二号总造价成本便高达18亿元人民币,这笔资金来自包括广东省和广州市在内的国家部委和地区支持。在满载情况下,天河二号每天耗费是40万人民币,考虑到超级计算机通常负载率不会超过60%,通常耗费还相应降低。如果再加上软件研发和升级、硬件维护和折旧、研发团队人力成本这些,年运转成本将十分可观。

部署天河2号的广州超算中心主任袁学锋在今年的Intel IDF深圳接受采访时曾表示,广州超算中心核心目标是要建成集高性能计算、海量信息存储和处理服务能力为一体的世界一流数据中心。广州超算中心的宗旨是立足广州、面向全国、向世界开放计算资源。目前超算中心主要承担的计算任务包括地球和谐环境工程、材料科学与工程平台、医药和个性化医疗平台等领域的大型模拟计算需求。在全世界超算中心都遇到商业化难题时,广州超算中心作为公益机构可获得财政支持,但这依然难以保障中心正常运行所需要的资金。

因此,广州超算中心在思考如何将计算能力开放出来,华大基因的基因组测序计算、中国商用飞机有限责任公司C919飞机的运行模拟,气候模拟和生育模拟,都已经在天河2号上运转。未来超算中心还会吸引中小企业甚至创业者来使用冗余的计算能力。

这与阿里和百度的云计算发展方向构成直接冲突。

就在几天之前,阿里云ODPS(Open Data Processing Service,开放数据处理服务)正式商用,第三方公司使用几百块钱便可提交海量计算需求到阿里云平台完成数据处理。ODPS此前的验证对象与天河2号存在交集:华大基因,阿里宣称华大基因利用ODPS进行基因测序,耗时不到传统方式的十分之一,传统方式是否包括超级计算机不得而知。

更早之前百度则高调推出大数据引擎,李彦宏亲自站台。百度大数据引擎包括数据工厂、开放云和百度大脑,可开放给第三方公司进行大数据在线存储、处理和挖掘。世界杯期间,百度利用欧赔指数、球队信息等大数据进行胜负预测,淘汰赛结算百度14场预测全中,准确率100%。百度预测准确率超过了微软、高盛、Google,此后预测业务还将被衍伸到旅游、教育等行业。大数据和人工智能的领先优势背后正是百度的云计算能力在支撑,百度数据中心丝毫不会逊色超级计算机。

气象、交通、卫生等行政部门正在重视互联网公司的技术能力,在大数据领域与百度等公司展开探索合作。这无疑会与超级计算机构成竞争关系。不过,超级计算机并非一文不值,譬如在武器研发等机密领域,超级计算机可能还是有些许发挥之地。

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原文发布于微信公众号 - 罗超频道(luochaotmt)

原文发表时间:2014-07-15

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