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在雲計算的另一面,HPC+正在帶來新的聯想

臺北 工業 人類社會 進行 基礎設施 驕傲 微軟 經濟 計算平臺

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全國高性能計算學術年會創辦於2005年,到2017年已成功舉辦13屆,會議吸引近千人參會,40家科研院所、廠商參展。每次年會圍繞高性能計算技術的研究進展與發展趨勢、高性能計算的重大應用等主題展開,為相關領域的學者提供交流合作、發布最前沿科研成果的平臺,促進信息化與工業化的深度融合,推動中國高性能計算的發展。

2018年10月18日到20日,第十四屆全國高性能計算學術年會(HPC China 2018)在青島舉行,本次年會以“HPC+,一切皆可計算”為主題,突出了HPC高性能計算任務和範圍的不斷擴展。圖靈獎得主Butler Lampson曾提出“一切皆可計算”的理念:通過網絡和日益強大的存儲功能,人類社會可以被計算;而從21世紀開始,智能活動也可以被計算。

在本次年會上揭曉了HPC China Top100榜單,聯想以40套的成績名列榜首,第四次獲得中國第一,這也是聯想繼獲得全球HPC TOP500全球第一之後的新裏程碑。聯想數據中心業務集團(DCG)全球高性能計算與人工智能技術高級總監Scott Tease在接受采訪時指出,高性能計算作為雲計算的另一面,補充了雲計算經濟的不足之處,而HPC本身是可以普遍應用的技術,如果再結合人工智能的話,應用面將更廣。

HPC的應用空間正在擴大

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(上圖為聯想數據中心業務集團全球高性能計算與人工智能技術高級總監Scott Tease)

IDC數據預測,2019年全球HPC市場將達到152億美元的規模,中國市場增幅明顯,而隨著HPC開始在大數據、人工智能等領域得到應用,逐漸從科學研究向商業化應用轉移,HPC更新速度逐漸加快,市場空間廣闊。Scott Tease在HPC China 2018的主題演講中說:“高性能計算是一個大家庭,把大家集合在一起,這是人類共同的事業。”

為什麽說高性能計算是人類的共同事業呢?除了高性能計算本身對於基礎科研的重要性外,Scott Tease還指出了高性能計算是對雲計算經濟的重要補充。最近業界註意到了一個現象,就是HPC用戶反而在采用公有雲方面不那麽積極。如果說以前是因為公有雲無法獲得高性能聯網、沒有GPU等等,但其實現在這些已經不是問題了。問題來自哪裏?

Scott Tease認為,首先,公有雲的用戶主要是在計算使用率或者計算系統的利用率方面比較低的用戶,他們更願意采納雲的多租戶方式,通過更少數量的系統、更多用戶的並行使用提高總體利用率。但是HPC用戶的計算系統利用率其實非常高,能夠達到接近百分之百,單憑這一點來說,就與雲的經濟性並不相符。

其次,通常公有雲的用戶並沒有在雲端存儲大量數據,而是把數據從雲端移回到本地存儲,但是HPC用戶的特點就是擁有海量數據,如果把海量數據存儲在雲端後再移回本地,本身就是一件非常昂貴和復雜的事情,這一點實際上就成為了HPC用戶使用雲的極大障礙。Scott Tease認為,實際上雲反而應該是HPC使用產品中的一部分,不過目前大多數人會把HPC當作本地系統處理。

第三,就是數據在哪兒、計算就在哪裏發生,這對於高性能計算和人工智能這兩個領域都是這樣。如果數據是在本地,人工智能計算就發生在本地;反過來如果數據在雲端,那麽人工智能的工作負載也同樣發生在雲端。因此,數據的位置將影響客戶選擇雲或者是選擇本地系統的決策。

因此,從計算系統的高利用率、數據密集型計算任務以及計算的發生地點等因素來看,HPC高性能計算在雲計算特別是公有雲時代,不僅不會被公有雲的超算服務所侵蝕,還有自己的廣闊空間。Scott Tease以美國某車險公司為例,該公司能夠針對每個美國人,在十分鐘之內量身定制一個獨一無二的保險計劃,這是因為使用了HPC集群。當客戶打進電話給這家車險公司時,就已經被分析了所有的數據,包括年齡、駕駛習慣等。

聯想對高性能計算的執著

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正因為高性能計算在雲計算時代有著自己的獨特價值,聯想非常重視發展高性能計算。如今,聯想在“三波戰略”推動下,營業額連續第二個季度實現雙位數的強勁增長,達到119億美元,年比年提升了19%,創歷史同期新高。而聯想DCG的超大規模數據中心業務,營業額實現了年比年近68%的增長,毛利率年同比改善11個百分點,軟件定義數據中心業務收入取得年比年三位數增長(119%)。

聯想DCG針對企業業務不同的特點和需求,提供了四大類計算力平臺,包括穩態計算力平臺、敏態計算力平臺、高性能計算平臺、超大規模計算平臺。其中,當企業面對科學計算和AI深度學習負載時,聯想憑借著十余年的深厚積澱,為企業提供了高性能計算平臺(HPC)作為重要支撐。聯想HPC廣泛應用在科學研究、氣象預報、計算模擬、軍事研究、CFD/CAE、生物制藥、基因測序、圖像處理等眾多領域,推動行業變革,促進國民經濟發展。

Scott Tease強調,聯想現在已經成為世界上排名第一的高性能計算廠商,世界上四分之一的高性能計算系統都是聯想造,而且聯想的高性能計算客戶來自於五大洲15個國家。聯想高性能計算在中國有三大研究中心,北京研究中心專註於硬件、上海研究中心專註於軟件、臺北研究中心專註於工程設計。“我們非常驕傲全球25家頂級研發大學中的17家都用了聯想的高性能計算系統。高性能計算被應用於社會不同領域如氣象研究,很多頂級高性能計算的研發就是在這些大學進行的,我們深感驕傲。”Scott Tease表示。

聯想在高性能方面的成功,還來源於對基礎創新的投入以及用戶的認可。例如,聯想發布了第四代溫水水冷解決方案“海神”系統,采用了50℃的溫水進行水冷,使數據中心的運行效率提升高達50%;此前,聯想曾率先采用45℃的溫水水冷技術,成熟和領先程度在業內居於前位。聯想第四代溫水水冷技術“海神”, Direct-to-Node整機櫃溫水水冷解決方案已經在多個科研機構得到應用:北京大學是中國首個使用聯想DTN(Direct to Node)溫水水冷技術的超級計算機,每年將為北京大學節省60萬度電;聯想的DTN溫水散熱技術已經將德國慕尼黑超級計算中心的設備能耗降低了40%。

Scott Tease本人就對於水冷技術非常有熱情,他認為水冷技術的好處是維護保養非常容易,而且所有備件都是標準化,因此替換零部件也很容易。其次是這種熱交換器的方式,好處是可以適應數據中心裏各種各樣的設備,不論是對於網絡設備還是存儲設備等,有著普適價值。特別是針對即將到來的E級計算和高密度人工智能計算來說更有價值,這也是聯想“海神”水冷技術開發項目的初衷。

而聯想高性能計算的成功,也離不開聯想的產品策略:不會因為一個客戶某唯一性需求而開發一款產品,因為這對於其他客戶或者對於整個行業而言沒有普適價值;聯想要做的就是行業級解決方案,可以被不同規模的用戶復用,包括把針對大型企業的產品簡化後分享給中小企業,以帶來更大的經濟效益。

HPC的下一站:人工智能

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(上圖為聯想數據中心業務集團中國區方案營銷總監李煒)

HPC China 2018的一個熱議主題就是人工智能,特別是本屆大會的主題本身就是圍繞促進人工智能、大數據、超算(ABC)的協同創新,迎接當今產業發展新機遇。

在人工智能領域,聯想DCG在AI領域的願景是成為最值得信賴的AI解決方案提供商,通過輕松部署,提供最高性能的AI解決方案,引導客戶的人工智能構想落地。聯想發布了自主研發的AI產品家族,包括專為HPC和AI優化的全新人工智能服務器ThinkSystem SR670、ThinkSystem HG680、ThinkSystem HG690以及全新的LiCO GENE Edition。

其中,值得一提的是在去年HPC China 2017上,聯想發布了HPC+AI智能超算平臺LiCO,不僅強化了上一代LiCO的全部功能,更在HPC軟硬件平臺上整合支撐了各種深度學習應用,融合了主流的人工智能開源框架,包括谷歌的Tensorflow、Facebook的Caffe、微軟的MXNET等。如今,新一代聯想智能超算平臺LiCO,包括全新的LiCO HPC OS管理平臺、LiCO-AI人工智能平臺、LiCO GENE Edition。

聯想數據中心業務集團中國區方案營銷總監李煒在HPC China 2018上介紹,LiCO系統是聯想超算平臺,現在已經作為聯想智能計算的軟件平臺,它的好處就是能夠幫助用戶更加容易地使用超算集群系統,比如數據科學家利用LiCO平臺就可以非常容易地使用HPC系統。這也很符合聯想的產品策略,即行業的普適性和可復制性。

在推動HPC向人工智能發展方面,Scott Tease表示聯想 HPC團隊在一年前接下人工智能工作後,聯想HPC團隊架構師、銷售就轉變成為人工智能專家,這兩個領域需要的技術知識儲備非常類似,這也成為聯想做好人工智能的起點,因為在銷售和架構端就已經有人工智能專家可以幫助客戶部署人工智能系統了。

人工智能看起來雖然很美好,但目前的實際落地程度卻非常低。Scott Tease強調,事實上目前人工智能的商用場景還非常之少,聯想數據中心用戶中只有4%真正做人工智能商業應用。還有更多的企業,並不清楚人工智能到底能夠幫助他們解決什麽樣的具體商業問題。為了更好的推動AI落地,聯想已投入12億美元,分別在美國莫裏斯維爾、德國斯圖加特、北京、臺北建立了四大AI創新中心,為客戶提供優秀的基礎設施架構、人工智能專家以及簡單易用的快速入門工具。聯想希望借由創新中心,能夠啟發、幫助聯想客戶擁抱人工智能,盡早踏上人工智能之路、上手使用人工智能。

北京大學智能科學系副主任、教授袁曉如在HPC China 2018上闡述了超算對支撐人工智能的重要意義。他指出,人工智能的飛速發展依托於計算能力的不斷增強,而更強的人工智能也會促進計算能力的提升,這是一個相互促進的過程。對於聯想HPC來說,人工智能將是下一個機遇與挑戰,特別是解決高密度人工智能計算,將能進一步促進聯想HPC業務的發展。無論是計算人類社會還是智能活動,聯想HPC高性能計算都有著自己的一片天空。(文/寧川)

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