當HPC遇到雲計算：高性能計算的三重門

今年個人電腦迎來了30周歲的生日，個人電腦的強大兄弟——HTTP://www.aliyun.com/zixun/aggregation/13840.html">超級電腦，則已走過70年的風風雨雨。 比起現在的電腦來，初期的超級電腦運算非常緩慢；僅在過去25年，電腦的速度和運算能力就提升了一百萬倍。

超級電腦已經被使用到各個領域，能源探索、氣象服務、物理實驗、圖像渲染...... 幾乎你能想到的領域，都可以有高性能計算的參與。 而每年兩度的全球高性能計算TOP500強榜單，也讓各國電腦精英為之折腰。

2011年6月，最新TOP500高性能電腦榜單上，前三甲分別是：K電腦，8.2千萬億次/每秒，日本；天河-1A，2.57千萬億次/每秒，中國；Jaguar，1.76千萬億次/每秒，美國。 K的運算速度甚至比排名第二至第六的電腦運算速度總和還要快。 各國角遂超級電腦排名的背後，折射出超級電腦之熱。

在中國，從2009年以後，高性能計算迎來了一個新的歷史發展時期。 這與不停建設中的城市高性能計算中心分不開，也與一度奪得全球TOP500榜首的天河一號分不開。 但最實質的原因是，隨著中國經濟的飛速發展，對科研的投入越來越大，高性能計算作為推動學科發展的有力杠杆的地位得到共識。

高校作為科研創新前沿陣地，顯然擁有極大需求。 而且，從國外的經驗來看，許多高校的高性能計算在世界上擁有很高的聲譽。 比如，美國伊利諾伊大學，德國斯圖加特大學，日本的東京工業大學等。 我國的天河一號也產自國防科技大學。 高性能計算在高校發展很快，主要原因在於高校有更多的使用者，許多學科，無論是化學、物理、生物、地球、航空、海洋等，都給高性能計算提供了用武之地。 從這個趨勢來看，未來高校對高性能計算中心的重視只會加強，不會減弱。

從這個角度上，也就不難理解何以從2009年開始，高校的高性能計算中心風生水起，進入一個新的發展時期了。

當高性能計算遇到雲

2010年起，隨著雲概念的深入，一些高校開始構建基於雲的平臺。 與此同時，高性能計算中心的規劃也正在進行——主要命題是：高性能計算中心作為一個公共的服務平臺，在新的形勢下，是否要融入到學校的整體資訊化結構中來？ 還是讓其孤獨地獨立成篇？

以上海交通大學為例，其正在做一個面向全校師生進行網路服務的雲平臺，將Web服務、郵件服務、論壇等通通納入雲服務平臺中。 那麼，高性能計算平臺呢？ 是否也納入到總體的雲平臺上？

對於此，是有爭議的。 一方面，雲計算採用的關鍵技術是虛擬化，這樣可以使資源按需調度，但也勢必導致犧牲一部分速度。 而高性能計算則追求「高速」，兩者看似矛盾。 另外一方面，人們又期望以雲計算的靈活的彈性應用模式來解決公共高性能計算平臺的系統管理問題。 中國工程院院士李國傑認為，「雲計算的易用性會影響傳統的HPC計算模式，按需的雲計算給HPC提供了更易交互的計算模式。 如同幾年前用大眾化的PC伺服器搭建集群以及最近用GPU加速科學計算一樣，雲計算對於HPC也是一次模式轉變。 」那麼，HPC到底可不可以採用雲計算的架構？

針對此， 上海交通大學做了初步的嘗試，他們提出了一種融合高性能計算、網格計算和雲計算的新型計算框架——高性能彈性計算(HPEC)，可以跨域管理和調度多個雲計算資源，支援GPU和眾核異構計算環境， 使用者可以自主靈活地申請和管理計算、存儲和網路資源，這些資源可以是虛擬化的或者是直接的物理資源，支援HighPerformanceComputingPlatformasaService(HPCPaaS) 多節點集群及上層軟體的快速部署，同時支援計算密集(MPI)和資料密集(Map/Reduce)應用等。

而北京工業大學的高性能計算平臺採用的也是雲的架構——「我們覺得可以採用雲架構，原因在於我們是一個公共的平臺，並非針對一個領域，所以資源的調度也很重要。 」北京工業大學邸瑞華教授表示。

在當前看來，用雲計算的思路去實施高性能計算，可能更多的是一種取捨，當你需要的是不惜一切追求高速時，顯然，採用了雲計算就與你最初的理想相背離了。 反之亦然。

(責任編輯：蒙遺善)