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刀片突入高性能标准 技术市场如何把握

高性能计算发展水平是一个国家科技实力的综合体现。从发展总体上看,我国高性能计算在更广泛的应用领域与西方国家仍存有很大差距。一方面,国外品牌还占领着很多关乎国计民生的关键领域和行业,国产高性能服务器的市场份额仍然偏低;另一方面,我国高性能计算的应用还不够广、不够深入,应用水平和应用效率都比较低下。在自主创新呼声渐高的大环境下,推动国产高性能计算的普及应用,早已势在必行。

  好景不长 高性能面临挑战

由于高性能计算的重要价值,在过去的2006年,在作为衡量高性能计算水平重要标志的中国高性能计算机性能TOP100的竞争之中,国内外厂商之间的争夺显现得愈发激烈,在2005年,国内厂商曾经以51%%的微弱优势超过了国际厂商,首度改变了国内外厂商在中国高性能计算领域的性能格局,也为当时的中国高性能计算发展打了一针强心剂。但短暂的回暖并没有给国有品牌带来持续性的胜利,更没能给我们留下长久的乐观,2006年,国外品牌再度发力,惠普、IBM入选排行榜的系统数量均比2005年有所增长,戴尔和SGI也开始在排行榜中出现,而在国内阵营中,入选的数量却比2005年有所下降,除了曙光保持了25套系统入选外,联想从2005年的11套降为6套,其他厂商的份额也都不同程度地减少,作为国内阵营的重要成员,浪潮竟然未能入选,种种迹象表明,潜在的危机已然迫在眉睫。
从PC服务器市场的发展轨迹可以看出,整体市场有明显的预热、成长、上升和成熟阶段的特点,目前国内PC服务器厂商如曙光、浪潮等也是在这块市场打拼四五年后才能获得今天的份额。但即使这样,今天国内厂商在PC服务器领域的占有率也没有超过50%%,而在高性能领域的市场发展已经持续很长时间,一直没有形成上升趋势。抛弃技术发展方向上的长期积累及投入,简单依靠部分技术和价格战等方式刺激市场短期内急速上升是一种杀鸡取卵的行为,这种曲线下的市场必将隐含巨大风险。
正是由于我们在高性能计算面临尴尬的境地,有关专家呼吁建立中国自己的高性能计算标准势在必行。

  标准缺失 高标委要做中国标准

说到高性能计算的标准,目前在国际三大标准化组织当中,没有一个系统描述高性能计算机和高性能服务器的标准以及标准组织的存在。而在国内,同样也没有相关的标准。近年来,随着高性能计算的需求逐渐增加,标准缺失带来的种种弊端日益突显:复杂而难以对接的系统延长了用户的装配时间,增加了使用成本,也影响到高性能计算机的普及速度;无统一的标准也使得产业链上下游的各厂商难以协同,发挥整合优势;同时,在涉及到国家安全的一些高性能计算领域,国外企业为了维持其垄断地位,在一些关键的技术接口规范方面也不向外界开放,使国家安全和利益受到潜在的威胁。所以在国内无论从市场、产业和国家利益角度来看,高性能计算领域,都急需一套统一并且能够对产业发展起到良性推动作用的标准。
正是鉴于这样一种背景,2007年1月16日,由曙光公司牵头发起,信息产业部、科技部、国标委主导监督下的中国高性能计算机标准——中国电子工业标准化技术协会高性能计算机标准工作委员(简称高标委)正式宣布成立。高标委的成立是自闪联后,我国在高科技领域内的又一次重大的自主标准努力。目前该委员会的成员包括芯片、操作系统、服务器、交换存储、基础架构等厂商,高性能计算(HPC)用户代表和大学科研机构等,31家国内外企业或机构已加入该组织,包括联想、AMD、中科院计算所等。
曙光公司总裁历军称,在过去,由于高性能计算的应用客户较少,因此标准化需求并不迫切,但近年来,随着高性能计算走向普及,标准缺失带来的种种弊端开始显现出来。有的项目,往往需要20个工程师进行长达半年的工作,但实际上主要力量都放在系统对接上了,给客户带来的额外收益很小,这就是标准不统一带来的问题。
谈及建立中国自己的高性能计算标准的意义时,高性能计算机标准工作委员会秘书长曾宇对《中国电子报》记者讲,第一,高端高性能服务器市场蕴含着巨大无限的商机,建立技术标准是提升我国服务器领域核心竞争优势的有力手段;第二,为国内高性能计算机的发展提供技术保障,提升产业界自主创新能力;第三,降低系统设计难度,有利于形成良性的产业分工;第四,统一标准也为计算资源和数据的共享提供便利,有利于提高资源的使用效率;第五,拥有自己的高性能计算机技术标准有利于国家战略安全。
中科院计算所副所长孟丹也对《中国电子报》记者表示,从市场、产业和国家利益角度来看,高性能计算机领域都急需一套统一并且能对产业发展起到良性推动作用的标准。

  刀片突入 技术市场是关键

众所周知,一些HPC的用户特别是超大规模和大规模HPC的用户已经把能耗(每瓦特计算性能 Flops/W)和占地面积(每平方米计算性能Flops/m2)作为HPC的重要指标在产品选择过程中予以和峰值、效率等传统评价指标一样的关注。这也使得HPC厂家把减少能耗和占地面积的节约型HPC作为产品的重要发展方向来研究。刀片服务器由于其高密度和易于构筑机群的特点成为高性能计算的发展方向而受到业界的极大关注。
正是由于刀片在未来高性能计算领域的应用前景,高标委在成立之初,首先将刀片服务器作为中国高性能计算标准的突入口。
高性能计算机标准工作委员会秘书长曾宇告诉《中国电子报》记者,刀片服务器实际上是我们下一代高性能计算机的潮流,经过这么多年的酝酿,现在我们真正地感觉刀片技术已经成熟了。而且,刀片服务器的很多优点是我们集成服务器所不能替代的。正是因为如此,我们开始设计刀片服务器,而刀片服务器设计的规格的选择是非常难做的事情,在设计刀片服务器时我们需要考虑产品的性能,还需要符合标准化。我们在这方面做了大量的工作,为刀片服务器做第一件标准化的程序,向上来推动和提交,这些工作做好了以后,真正的中国用户从中可以极大地得到收益。
从标准层面看,目前在ISO、IEC、ITU三大国际标准组织中尚无系统描述刀片服务器系统的标准和标准组存在,而各大刀片服务器生产企业基于ISO/IEC/ITU等国际标准组织推出的网络、存储、交换等模块的底层技术标准以及PICMG标准组织的Compact PCI标准、ATCA标准建立了各自的产业生态链及企业自身刀片式服务器联盟,它们为了自己的利益各自为战。在这之中最为引人关注的是IBM成立的针对刀片服务器的Blade.Org联盟。该联盟主要由IBM与Intel构成和主导,联盟的基础为IBM eServer BladeCenter刀片服务器规范,与其他技术标准组织不同的是,BladeCenter联盟的主要工作目标不是建立一个由多家企业共同参与制定的中立的产品标准,而是专注于对IBM eServer BladeCenter服务器规范的推广与合作伙伴的培养。BladeCenter联盟是目前刀片服务器领域较有影响力的标准联盟,自IBM和Intel于2004年9月开放BladeCenter设计规范以来,已经有超过300多家公司宣布使用BladeCenter设计规范,超过350家技术和解决方案合作伙伴参加了BladeCenter联盟计划。
从技术层面,我们看到业界一些刀片领导厂商,不仅致力于通过优良的设计来减少刀片的热量输出,而且诸如IBM专门针对数据中心机柜散热的冰蓝技术、惠普智能化模块散热等水冷技术的回归应用,也可以大大减轻数据中心管理者对冷却的负担。这些技术创新无疑抓住了目前数据中心管理者的最大困惑,因而也必然会受到他们的青睐。除了IBM和惠普外,沉寂一年之后,Sun携带其第三代产品又重新杀回来,再次进入刀片服务器竞争行列。
针对国外厂商锋利的“刀片”,日前,曙光发布了最新的刀片服务器TC2600刀片服务器,该产品是高标委成立以来首个与标准对接的产品,据称高可扩展性是这款产品的鲜明特色,也是与中国标准对接的一个重要指标。那么未来曙光能否将产品市场化,让广大的用户接受,值得期待。
目前在缺乏统一标准的刀片服务器市场,IBM、惠普和Sun占据了刀片服务器市场的90%%以上。在这样一种形势下,高标委以刀片作为突破口体现出了勇气和对于产业的前瞻性,但随之而来的压力也是在所难免。能否把握未来的技术和市场将直接关系着中国标准的成败,否则我们的标准只能是一纸空文。


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