周志強(qiáng)曾在IBM任職18年，專(zhuān)攻HPC相關(guān)產(chǎn)品和項(xiàng)目，后來(lái)因System X來(lái)到聯(lián)想，仍然繼續(xù)著HPC的研發(fā)和推廣工作，對(duì)于HPC有著長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論認(rèn)識(shí)。在訪談中，周志強(qiáng)談到了HPC技術(shù)的演變、應(yīng)用場(chǎng)景、可能的發(fā)展突破口，以及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與HPC互相的影響關(guān)系等，觀點(diǎn)獨(dú)到，字字珠璣，給人不少啟發(fā)和思考。

下面，我們繼續(xù)直接將嘉賓觀點(diǎn)呈現(xiàn)給讀者，來(lái)看看周志強(qiáng)怎么看待HPC的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展前景。

01

Oct/2015

HPC在幾十年的發(fā)展過(guò)程中，有過(guò)不同的代表技術(shù)，比如向量計(jì)算機(jī)、多處理器共享內(nèi)存的HPC，以及用多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的集群系統(tǒng)。從目前來(lái)看，因?yàn)楦鞣N各樣的原因，向量計(jì)算機(jī)和純內(nèi)存共享的HPC系統(tǒng)，逐步都被淘汰了，現(xiàn)在集群架構(gòu)是主流，而且具有絕對(duì)的統(tǒng)治地位，基本上90%的HPC都是這個(gè)架構(gòu)。

未來(lái)是否還會(huì)有新的技術(shù)來(lái)代替集群架構(gòu)呢？

應(yīng)該有，但我們現(xiàn)在還沒(méi)有看到。雖然我們有人在研究虛擬的內(nèi)存共享等新的協(xié)議，或者說(shuō)下一代的HPC，但是有沒(méi)有一種新的革命性的架構(gòu)已經(jīng)證明了它比現(xiàn)有的集群架構(gòu)更優(yōu)越呢？從目前來(lái)看，我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。

所以在可預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間里，我們要做的事情就是把現(xiàn)有的架構(gòu)做好，增加單節(jié)點(diǎn)的能力，擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)數(shù)量等。當(dāng)然，從表面上看，也就是所謂的CPU疊加、規(guī)模疊加等。但底層所代表的意義是不一樣的。

02

Oct/2015

HPC這種計(jì)算機(jī)技術(shù)是以硬件為主的，雖然可能包括一些基礎(chǔ)的系統(tǒng)軟件，但這不是應(yīng)用軟件的概念；另一方面，程序的運(yùn)行速度是否夠快，不僅取決于硬件，還取決于軟件程序。畢竟，軟件的質(zhì)量決定了能發(fā)揮出硬件多少的能力。所以，有些人提到的應(yīng)用的優(yōu)化，不是由HPC廠商來(lái)進(jìn)行的，而應(yīng)該是使用者或者應(yīng)用編寫(xiě)者的工作。

但我們說(shuō)一個(gè)沒(méi)有做任何優(yōu)化的HPC系統(tǒng)和一個(gè)設(shè)計(jì)合理的HPC系統(tǒng)，在性能上很容易有10%~20%的差距，這個(gè)優(yōu)化是指什么呢？

首先是架構(gòu)本身的優(yōu)化。一個(gè)提供HPC產(chǎn)品的廠商，他所提交給客戶(hù)的系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、方案本身應(yīng)該是優(yōu)化的。因?yàn)橐坏┮勒占軜?gòu)、方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出機(jī)器設(shè)備，就很難再進(jìn)行改變或彌補(bǔ)，這直接決定了客戶(hù)的投入和產(chǎn)出問(wèn)題。

其次是配置的優(yōu)化。HPC產(chǎn)品有很多參數(shù)，在同樣的成本限制條件下，怎么選擇參數(shù)并進(jìn)行軟、硬件的配置存在著優(yōu)化的空間。通常在客戶(hù)的程序和應(yīng)用不變的情況下，我們優(yōu)化過(guò)的系統(tǒng)可能會(huì)給客戶(hù)帶來(lái)10%~20%的性能提升或使用管理上的方便。

不過(guò)需要注意的是，HPC的應(yīng)用特點(diǎn)千差萬(wàn)別，在架構(gòu)和配置方面的優(yōu)化也要根據(jù)用戶(hù)應(yīng)用的不同進(jìn)行，所以有時(shí)HPC廠商也要在具體工作時(shí)，與客戶(hù)協(xié)作來(lái)對(duì)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，所以整體而言?xún)?yōu)化不單獨(dú)是HPC廠商或用戶(hù)某一家的事情。

03

Oct/2015

比如IBM的NextScale就是針對(duì)HPC市場(chǎng)特意制造的一種設(shè)備，去掉一些在HPC了用的不多的功能，從而獲得更小的體積。那我們是否能在保留所有功能的同時(shí)，做出一個(gè)更小的機(jī)器呢？現(xiàn)在看起來(lái)還不行，但未來(lái)或許可以。

比如Intel推出的基于MIC眾核架構(gòu)的Xeron Phi協(xié)處理器，他的發(fā)展目標(biāo)是希望能用眾核的方式做到不需要主處理器，從而自己實(shí)現(xiàn)、完成處理器的功能。如果能做到這一步，那么未來(lái)一個(gè)芯片就可以做到100個(gè)甚至更多的核，再把InfiniBand等種接口做到處理器芯片里，HPC的節(jié)點(diǎn)“盒子”的體積肯定會(huì)大大變小，當(dāng)然集群的性能也會(huì)大大提高。

但這種東西應(yīng)該就是針對(duì)于HPC而設(shè)計(jì)、專(zhuān)用的，因?yàn)槿ミ\(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)等商業(yè)軟件時(shí)，效率明顯會(huì)很低。所以我們說(shuō)會(huì)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)HPC市場(chǎng)的設(shè)備出現(xiàn)，但這應(yīng)該只是當(dāng)市場(chǎng)足夠大時(shí)，一種產(chǎn)品或者商業(yè)策略上的調(diào)整。

04

Oct/2015

所有的產(chǎn)品都是由兩個(gè)因素決定的，一是市場(chǎng)需求，另一個(gè)是技術(shù)。有需求但是技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足，就做不了；有技術(shù)但是市場(chǎng)不需要也沒(méi)人去做。對(duì)公有云里提供的HPC也是如此。

云計(jì)算里提供HPC服務(wù)，說(shuō)明有著這樣的用戶(hù)，對(duì)突發(fā)性的計(jì)算能力有需求。比如一個(gè)動(dòng)畫(huà)公司，接了一個(gè)單，要在三個(gè)月之內(nèi)以很大的計(jì)算能力來(lái)完成動(dòng)畫(huà)的制作，當(dāng)然在三個(gè)月之后他就不需要這些能力了。那怎么辦？購(gòu)買(mǎi)設(shè)備來(lái)維護(hù)的話(huà)，成本很高，這時(shí)候就可以到云服務(wù)提供商處申請(qǐng)一些資源。而如果一個(gè)企業(yè)7*24小時(shí)都要開(kāi)機(jī)運(yùn)行，每天都需要使用這種計(jì)算能力，那是否選擇云來(lái)提供這種高計(jì)算能力，只不過(guò)變成了誰(shuí)來(lái)維護(hù)的問(wèn)題。

所以有云計(jì)算服務(wù)商提供這種服務(wù)，說(shuō)明了市場(chǎng)需求的存在。但這種服務(wù)是否能快速發(fā)展，還取決于多個(gè)條件，比如滿(mǎn)足這種需求時(shí)所投入的成本最購(gòu)銷(xiāo)，獲得收益最夠高等等。當(dāng)然還有其他問(wèn)題要考慮，比如HPC數(shù)據(jù)量通常都比較大，往來(lái)不好的話(huà)，傳輸數(shù)據(jù)都要花費(fèi)很多時(shí)間，這樣不行；另外，加密的要求，管理制度的要求，這些也都會(huì)制約在云上使用HPC的需求。

05

Oct/2015

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)這幾年很火，他們的發(fā)展會(huì)對(duì)HPC產(chǎn)生影響嗎？

其實(shí)這個(gè)問(wèn)題的方向反了，應(yīng)該問(wèn)HPC還能對(duì)大數(shù)據(jù)等帶來(lái)多少推動(dòng)。大數(shù)據(jù)技術(shù)其實(shí)來(lái)源于HPC，所以它不大可能去反過(guò)來(lái)影響HPC。

HPC永遠(yuǎn)在用最新、最好的東西，尤其是在高端系統(tǒng)方面。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)有的架構(gòu)不變的情況下，為了把節(jié)點(diǎn)做得更強(qiáng)大，首先CPU要不斷發(fā)展，集成度更高、更節(jié)能，所以芯片的制程工藝可能會(huì)進(jìn)一步往11納米甚至7納米發(fā)展，然后還會(huì)有3D組裝技術(shù)的使用等；單個(gè)節(jié)點(diǎn)增強(qiáng)之后，就會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信能力提出進(jìn)一步要求，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到推動(dòng)作用等等。

所以說(shuō)，HPC是很多新技術(shù)的試驗(yàn)場(chǎng)，試驗(yàn)出的新產(chǎn)品，好用、能用的產(chǎn)品，通常會(huì)再推廣到其他領(lǐng)域，HPC的發(fā)展，也會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展。

06

Oct/2015

最后說(shuō)一下，如果我們要談HPC的普及和使用情況，不能脫離用戶(hù)的具體需求來(lái)說(shuō)。高端的HPC應(yīng)用需要積累，一方面是技術(shù)的積累，另一方面則是經(jīng)驗(yàn)的積累。比如目前國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算規(guī)模要求比較大的氣象和石油勘探行業(yè)，假如他的程序在一千個(gè)核上能夠運(yùn)行得很好，現(xiàn)在有了一萬(wàn)個(gè)核是不是就一定能運(yùn)行得更好呢？不一定，這個(gè)要看應(yīng)用的架構(gòu)設(shè)計(jì)能否很好地考慮到了資源擴(kuò)展的情況，并且能夠利用更多的資源。

從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)石油勘探的用戶(hù)現(xiàn)在的資源使用規(guī)?；旧显趲装賯€(gè)節(jié)點(diǎn)的水平，如果忽然得到兩千個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源，而應(yīng)用對(duì)資源調(diào)度的能力又跟不上的話(huà)，相應(yīng)的石油勘探任務(wù)未必能完成；氣象也是如此，即便在擴(kuò)大網(wǎng)格之后，系統(tǒng)應(yīng)用能夠正常運(yùn)行，還需要再花很長(zhǎng)的時(shí)間在這個(gè)網(wǎng)格上去驗(yàn)證這個(gè)數(shù)據(jù)是否正確，效率未必能夠得到極大的提高。

還有一個(gè)問(wèn)題是，數(shù)據(jù)處理的整個(gè)周期還包括準(zhǔn)備、預(yù)處理和結(jié)果輸出等不同流程，如果我們僅是把數(shù)據(jù)處理，比如天氣預(yù)報(bào)這一部分的時(shí)間縮短，而沒(méi)有提高其他流程的效率，從整體上來(lái)看，效率提升還是有效，所以從應(yīng)用的角度來(lái)看，我們要從整體來(lái)考慮HPC的意義。

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