云中子

超算TOP500是基于Linpack基準(zhǔn)測(cè)試評(píng)定的全球500臺(tái)最快的超算系統(tǒng)性能榜單，自1993年起每年7月、11月發(fā)布兩次，是反應(yīng)各國(guó)超算的發(fā)展?fàn)顩r和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的重要參考。

中國(guó)超算的發(fā)展速度贏得了世界的關(guān)注，國(guó)際超算權(quán)威專(zhuān)家、TOP500的發(fā)起人之一Hans Werner Meuer 博士用“big shocker”極具震撼力來(lái)形容中國(guó)超算的發(fā)展。

就在近日，國(guó)際TOP500組織在德國(guó)舉行的2015年國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)上發(fā)布全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)最新榜單，中國(guó)“天河二號(hào)”以每秒33.86千萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度第五次蟬聯(lián)冠軍。

談到超級(jí)計(jì)算機(jī)，相信大家都太陌生，它能夠提供超高的性能，其一般主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、工程模擬、動(dòng)漫渲染等領(lǐng)域，這些應(yīng)用大多屬于計(jì)算密集型的應(yīng)用。而云計(jì)算則是在近兩年隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的新興計(jì)算，其依靠著靈活的擴(kuò)展能力主要應(yīng)用于社交網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)IT建設(shè)和信息化等數(shù)據(jù)密集型、I/O密集型領(lǐng)域。

在橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)研究設(shè)施SNS（散裂中子源），它構(gòu)建于2006年，曾引爆過(guò)世界上最強(qiáng)的材料中子束，幫助物理學(xué)家和化學(xué)家了解材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)是如何形成的。

SNS產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，它們需要被徹底分析。而科學(xué)家們相信，他們可以利用深度學(xué)習(xí)算法快速識(shí)別數(shù)據(jù)類(lèi)型，并提升分析能力。識(shí)別數(shù)據(jù)類(lèi)型是深度學(xué)習(xí)的專(zhuān)長(zhǎng)。

但問(wèn)題是，對(duì)于科學(xué)模擬來(lái)說(shuō)，每次產(chǎn)生700TB數(shù)據(jù)似乎太正常不過(guò)了，不過(guò)這比美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館所有信息加起來(lái)的量還要大。

應(yīng)用方面，高性能計(jì)算機(jī)可稱(chēng)得上是行業(yè)應(yīng)用的強(qiáng)力助手。中石油川慶鉆探地球物理研究所計(jì)算所所長(zhǎng)鄧亞力在接受本站記者采訪(fǎng)時(shí)表示：作為新一代的數(shù)據(jù)中心，在石油勘探應(yīng)用方面最受關(guān)注的重點(diǎn)依然是性能。此次中石油部署的PMDC集裝箱數(shù)據(jù)中心也表現(xiàn)優(yōu)異。其采用了標(biāo)準(zhǔn)的20英尺集裝箱，借助現(xiàn)代化物流可快速部署至全球任何地區(qū)。同時(shí)，采用高密度設(shè)計(jì)，使PMDC的占地面積很小，僅相當(dāng)于同等性能數(shù)據(jù)中心占地面積的1/4。

據(jù)華大基因高性能計(jì)算研發(fā)主管王丙強(qiáng)博士介紹，GPU多流處理器架構(gòu)以及超高的顯存位寬和頻率能夠帶來(lái)巨大的性能提升，在基因研究方面普遍可以帶來(lái)10～20倍左右性能提升，如果說(shuō)DNA上有一個(gè)點(diǎn)發(fā)生的基因突變，僅計(jì)算那一部分大概就可以提升70多倍。

原來(lái)在華大基因自己高性能計(jì)算平臺(tái)上做，大概要好幾年才能算完，后來(lái)轉(zhuǎn)移到到天河一號(hào)A上去，用超級(jí)計(jì)算機(jī)加上NVIDIA Tesla GPU加速，只要5個(gè)多小時(shí)就能完成。

從應(yīng)用來(lái)看，超算目前已經(jīng)開(kāi)始走向云計(jì)算等方面應(yīng)用了。超算主要執(zhí)行計(jì)算密集型的任務(wù)，CPU的利用率已經(jīng)很高，因此虛擬化技術(shù)對(duì)于HPC的CPU利用率作用不大。

虛擬化對(duì)計(jì)算密集應(yīng)用的影響很小，而I/O密集型應(yīng)用的性能則會(huì)有一定下降?；谠朴?jì)算理念來(lái)構(gòu)建超級(jí)計(jì)算中心，除了滿(mǎn)足傳統(tǒng)的或現(xiàn)有的HPC用戶(hù)需求外，更重要提創(chuàng)造并吸引眾多新領(lǐng)域的用戶(hù)。