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超级计算中心为产业发展提供动力

2012-06-13陈增林《微型计算机》2012年6月上

云计算的概念越来越热,各个地方提出的云计算产业规划也非常庞大,无锡、南京等城市都规划建设了各自的城市云计算中心。与此同时,重庆、上海、深圳等大城市则在规划建设超级计算中心。云计算中心和超级计算中心之间有相同的地方,也有不同的地方。不同之处在于,云计算中心是面向数据、面向用户提供信息服务;而超级计算中心则主要面向科学和工程计算,比如气候的模拟、隧道桥梁的模拟、社会管理的数据分析等。比如重庆的超级计算中心就主要为重庆云计算中心、高性能计算、科研、生物制药、大型制造业、国防、航空航天等领域提供计算资源。

曙光信息产业(北京)有限公司总裁历军先生
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曙光信息产业(北京)有限公司高级副总裁聂华先生
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超级计算与云计算的异同

除了应用方面的差异,超级计算中心和云计算中心在基础架构、性能指标、技术特性、对外呈现等方面也各不相同。超级计算中心的主要指标一是计算能力,需要满足高性能计算的要求;二是紧耦合结构,就是要求各个计算节点的相对耦合度要很紧,这需要各个节点、各CPU之间的通讯网络支撑。这显然不是普通互联网的架构,这个架构决定了高性能计算后对外呈现的是整齐划一的计算能力。因为采用节点设计,所以当节点达到一定规模后,就需要面对各种各样的挑战,比如I/O数据吞吐能力、性能功耗比、性能面积比,都会成为高性能计算必须解决的关键问题。

云计算对于用户来讲是一种可服务能力,如果把云计算的关键技术还原到信息技术本身,我们会发现它需要的关键技术也是过去我们高性能计算天天在研究的问题。从这个角度讲,两者是有共同点的。比如说大I/O问题,就是云计算的大型数据存储和大型数据吞吐;比如说基于互联网的高速数据交换问题,这些都是云计算必须要解决的。再进一步来讲,我们要对几千台、几万台云计算的计算机进行统一管理时,还会涉及到虚拟机的问题,以及数据对外服务的高可用性问题。

中国超级计算中心地理布局
中国超级计算中心地理布局

在对外呈现方面,高性能计算对外呈现的是实际的计算能力,而云计算对外呈现的是服务能力。一个是以计算处理为主,一个是以数据处理为主;一个是以机器的紧耦合为主,一个是以机器之间的混合协同为主。这些差异,会呈现出不同的形态。而在选址方面,超级计算中心和云计算中心也会对地理因素、人才因素等条件有不同的要求。后者会比较关注未来的电费、自然温度、宽带资源、土地成本、建设成本等;而前者会比较关心地理战略布局,比如该地区是不是高性能计算需求旺盛的地区,周边可辐射区域是不是高性能计算需求旺盛的区域。超级计算中心的地理可覆盖性和需求的支撑能力是考量的主要因素,比如重庆超级计算中心的建设就有填补空白的作用。从中国西部地区来讲,高性能计算资源是一个空白,而重庆产业以及西部地区像成都、绵阳、贵州、昆明、西安、兰州等地区,都是重庆超级计算中心的可辐射区域,也是超级计算资源的空白区域。同时,超级计算中心是一个人才需求密集型的领域,无论是设计研发、运维使用管理,还是让超级计算中心支撑用户应用,都需要大量的人才储备和支持。

超级计算中心为产业发展提供动力

超级计算中心主要是为区域的经济发展、科学技术发展提供帮助,并没有太多面向网络、面向个人用户提供直接服务的职能。当然,将来也不排除超级计算中心的计算结果可以通过云的方式为市民服务。比如对天气的预测,过去都是统一发布一个大范围的天气如何,未来利用超级计算中心甚至可以推算出一个小区域下一小时的天气如何。目前的高性能计算需求大概可以分为四大领域,第一是国家战略工程,比如核工业、国防工业、三峡工程等;第二是基础研究,比如气象气候的长期变化演算、大型工程对未来的长期影响,以及生物工程和生物基因等;第三是新材料和产业工程,比如纳米材料的研究、汽车和摩托车的设计制造等;第四是文化创意领域,现在的动漫渲染和光电多媒体领域都有这方面的需求。超级计算中心的建设,可以让各方面的使用者受益,目前很多的科学研究、工程建设、产业设计离开超级计算中心已经很难实现。相对于针对普通用户的、提供使用体验的云计算中心,超级计算中心将会为各个产业的发展提供动力,为各个领域的工作提供更高的计算能力。

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