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HPC迎来新“曙光”

发表时间：2007-12-24 16:04:33.0 作者：郭雪梅

2007年11月，2007年中国高性能计算机性能TOP100排行榜正式揭晓，HP、曙光和IBM延续了与去年相同的三甲格局。曙光上升势头强劲，入围产品增加至29套，同比增加4套，是国内服务器制造商在HPC领域实至名归的NO.1。
【曙光之眼】

如果说在高性能计算（HPC）领域谁最有发言权，舍曙光其谁？

“曙光”，这个最初只是中科院计算所和国家智能计算机研究中心的“863”计划科研成果代号的企业，在历经十余年风雨后，终于迎来了高性能计算的彩虹。

1993年，曙光1000横空出世。然而，基于AT&T UNIX操作系统源程序基础上开发的符合POSIX工业标准的SNIX，一方面无法与国外应用软件目标代码兼容，为其提供运行平台；另一方面，拥有源程序的数据库及第三方软件开发商并不愿意主动移植他们的商用软件与曙光机捆绑销售。面对困难，以李国杰院士为代表研发队伍坚持研发，最终在节点操作系统之上开发了形成工业标准的机群操作系统，实现了对整个机群几百个处理机的系统管理、资源管理、作业管理和文件管理等等。1998年推出的曙光2000-Ⅰ、1999年推出的2000-Ⅱ，2000年推出的曙光3000。而到了2004年，曙光4000A一举进入全球高性能计算机TP500前十名，让全世界惊诧。2007年，曙光更是有了29套高性能产品入围了中国的TOP100。

亮眼的业绩将曙光送上了更高的平台，让曙光看的更远。历军说：“按照现在发展的方向和速度展望未来，2010年的时候HPC将是百万亿次，挑战千万亿次，那时将涌现出一大批实用百万亿次计算机的典型、成熟的用户。超级计算机一般是三年一代，平均每三年都会有新的技术和产品出现，曙光将在明年推出百万亿次运算速度的曙光5000，引发国产高性能计算机领域的新变革”。

【曙光之感】

如果说谁最了解国内各行业HCP用户的应用情况，舍曙光其谁？

多年的行业经验使的曙光更能从细分的角度看待HPC应用。以HPC典型的应用行业气象来说，从最高的人工预报到50年代美国提出人工与计算机结合，再到80年代NWP的大规模应用，高性能计算与气象的结合越来越紧密。曙光在与各类气象中心的接触中，更多地体会到了用户多层次细分的应用特点：首先，气象预报有着惊人的计算量，其必须在规定时间内将各个观测点传输来的实时数据进行分析、计算。而且，伴随人们对气象预测精度所提出的越来越高的要求，气象预报精度的的范围从以往的几百公里缩小到了几公里，这就更加提高了计算模型的运算量。其次，在高速的运算过程中，各个CPU之间的通讯量也非常巨大，非常密集，次数很多，整个系统需要有高性能的通讯网络。第三，气象预测具有实时性的特点，整个预测系统需要定时定点运行，无需人工干预，具有良好的管理控制性能和可靠性，比如说今天7-8点作预报，那就要求机器一定要在这个时间段之前成功完成任务。

细化需求才能量体裁衣。广至山西、西藏、四川等省级规模的气象部门，小至经济基础比较好的地市及地市以下的区域，如包头、鄂尔多斯等，曙光都能为用户提供最适合的解决方案。历军说：“HPC的应用变得很细。曙光接触的一个地市级气象中心要求能够支持每小时能发布一次气象预报，能提供一平方公里范围内包含温度、湿度、降水、日照等天气预报的HPC系统。而这样的细分需求在石油、航空航天、机器制造、生物基因、医药制造领域也很常见”。

然而谁能想到就在几年前HPC还是曲高和寡呢？

如果2003年的时候，有记者问曙光在HPC领域中最困难的是什么？相信历军一定会回答“应用”。因为在那个时候，即使是HPC领域的专家--历军，也“想不到那个大的一个机器能有多少人来用”。回顾这段历史，历军说：“现在看，当时坚持HPC的道路是完全正确的。正是先有了HPC，才能为国家培养大批的使用HPC的用户，才有了不成熟到成熟的应用”。

【曙光之想】

如果说谁最有能力展望国内HPC未来，舍曙光其谁？

历史上，HPC曾由于网格和分布式计算而一度失宠，然而几年不到的时间，HPC却有了更为红火的表现。对此，历军认为，网格在信息处理方面表现的较好，但是对于大的工程和科学计算应用，网格中每个节点之间的带宽要受到限制，同时节点的物理延迟也会使计算性能大打折扣。而分布式计算虽然适合互相之间几乎不通讯，只有在计算结果合成时通讯一次的应用，但是这样应用数量很少。虽然国外有段时间认为网格和分布式计算将取代HPC，但是经过了几年的发展，大家都意识到这两者的缺陷，最终重回HPC领域。

一般来说，HPC常用的体系结构包括MPP（大规模并行处理）、SMP（对称多处理系统）、集群等。其中的集群可扩展性、可管理性强、更具性能价格比优势。事实上，集群就像搭积木一样，利用商品化的工业标准互联网络，将各种普通服务器或者工作站连接起来，通过特定的方法，向用户提供更高的系统计算性能、存储性能和I/O性能，并具备单一系统映象（SSI）特征的分布式存储并行计算机系统。而得益于CPU架构的创新，多核处理器使得集群能够在更低成本的基础上释放更大的能量。“过去的HPC要仰头看，而现在只需要几十万的投入就能将HPC用起来”，历军说。

这样的背景使得HPC将在很长的时间内保持着更加旺盛的生命力。在曙光规划的未来中，HPC不仅平民化，还将“桌边化”。历军表示：“HPC由于体积的原因，还不能放到桌面，但是就如同PC一样，HPC已经完全可以做到桌边化。”

对于春节后推出概念机下半年量产的桌边HPC，历军透露了几个研发理念，首先是价格优惠，预计定位在1万亿次10万元人民币；其次是性价比高，节能高效，便于使用，桌边HPC可以直接墙壁带能源，在诸如办公室等小环境中使用；第三，桌边HPC要人性化，要安静，曙光设计的桌边HPC的噪音分贝甚至是降低于市场上买到的PC分贝的。此外，还有很多先进技术如配套的应用软件等也将在桌边HPC得到广泛应用。桌边HPC定位于计算量较大的中小行业应用，如游戏设计、汽车设计、电影制作、图形图像渲染等。

“如果现在的笔记本放到10年前，相信比当时的超级计算机还要强，科技就是这样，发展无止境，挑战无止境，总会出现更好的技术和产品来挑战性能的极限。尽管桌边HPC并不会取代现有的PC和笔记本，但是我认为，随着3G高速网络的完成，各类便携式终端加上超级计算机将是新的应用模式，将安全、性能与存储都将集合到一台超级计算机的平台上，用户只需要使用各类便携式终端直接联入网络就可以。虽然这只是IT应用的一个理想，但是我相信这个理想不会太久，很快就将朝我们走来”。迎着HPC路上的新“曙光”，历军率领的团队在大踏步地前进。■

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