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用户:高性能计算软件和应用最关键

Merlin Securities是一家提供交易、融资、资产组合分析和报告的经纪公司,他们的竞争对手如美洲银行、摩根斯坦利等,都拥有昂贵的大型机优势,这些大型机每天可以分析数百万次交易,并且按月通过批处理在第二天早上返回评估绩效的报表。在这样的竞争形势下,Merlin利用接近实时返回交易绩效信息、以及每天评估绩效的频率和多层面的绩效分析(包括与市场中其他证券公司以及公司中不同交易员的比较),超过了这些竞争对手。值得强调的是,他们是利用4台双处理器的Dell PowerEdge 2850服务器组成的廉价计算集群完成这项工作的。
Merlin的故事是一个说明HPC(高性能计算)市场目前状况的例子。来自Cray、Fujitsu、IBM和NEC的价值数百万美元的系统正在迅速让位于来自戴尔、惠普和IBM等主流厂商的、由廉价x86服务器组成的集群或网格系统。同时,过去的专用操作系统基本上被Linux所取代。但与此同时,用户正面临软件应用缺乏的困扰。

  软件技术阻碍推广应用

与松散连接集群采用的简单千兆以太网连接的设计相比,紧密连接的系统一般采用某种形式的MPI(消息传递接口)标准在处理器之间进行通信,集群服务器利用InfiniBand、Myricom Myrinet或Quadrics QsNet等高速互联技术连接在一起。应用一般需要进行大量的修改或从头编写以适应紧密连接的HPC,不过有一些厂商,如Virtual Iron,称可以提供使服务器应用不需要修改就可在集群上运行的虚拟化软件。
业内人士认为,为MPI编写应用程序并不容易。我们的大多数行业客户求助于提供商业应用程序的独立软件开发商。
开发这些应用的厂商,包括Abaqus、Accelrys、Fluent、Landmark、MSC Software和Schlumberger等,不同于典型企业应用软件提供商,其中很多应用看起来更像是自己开发的,而不是商业化的软件。
程序员们正在寻找新的、更好的途径将应用从紧密连接状态中摆脱出来,但是甚至松散连接的应用也通常要么从一开始就是并行编写的,要么必须修改才能支持集群系统应用。大多数独立软件厂商没有看到值得费劲为HPC修改应用程序的足够需求,因此客户只有靠自己做这件事了,而这正是他们并不擅长做的事情。
硬件技术的快速发展促进超级计算走向高端计算;软件技术的缓慢发展则阻止了高端计算走向中低端。
从硬件技术上来讲,从上世纪40年代第一台计算机ENIAC的5000次/秒到目前的183T次/秒,速度提高了3700亿倍,这主要归功于硬件技术的发展。然而,在高性能计算领域,相对于硬件,并行软件技术几十年来没有获得突破性地进展。特别是分布式计算技术,自动并行识别技术等。
并行编程要达到良好的可编程性,必须解决结构性、通用性和可移植性问题。并行化编译器、自动并行化、用户指导和运行时间并行化最大的难题是要解决数据依赖和控制依赖问题,几十年来始终处于研究过程中,没有达到MS-DOS到Windows量级的提高,令用户失望。因此,即使高性能计算机的价格很低,也只能停留在高端或中端领域。
要使超级计算到桌面(低端),除价格因素外,并行编程的可编程性和用户并行编程能力的提高是走向普及的两个方面,而用户并行编程能力的提高涉及人类历史文化思维习惯的各个方面,没有几十年、上百年的培育是很难适应的。因此在可预见的时间内,如果没有很好的并行运行工具,超级计算到桌面是不可能实现的。
Nvidia公司首席科学家David Kirk曾表示,业界需要加强芯片应用中识别和保存并行机制的技术研究。在比较通用CPU和图形处理器(GPU)的未来时,Kirk指出,编程技术正面临一场危机,这不仅有可能冲击CPU市场的未来,还有可能终结图形性能领域的进展,尽管GPU一直得到改进。
  在谈到真正的高性能服务器应用的时候,国内的用户及相关专家表现出了高度的一致性,“我们缺应用软件。”
  大连理工大学唐春安教授表示,在物理实验和数值实验之后,以高性能服务器为计算平台的数值分析方法或者是数值计算已经作为科学研究的第三种手段,而在这个领域中,我们还缺乏民族产品的软件。一般情况下,仅是购买国外软件就需要300万美元,这无疑比高性能机器要昂贵很多。对于高性能服务器目前面临的困难,就好像是修好了高速公路,却发现缺乏汽车。所以,研发高性能服务器不仅要支持硬件开发,同时还要支持软件开发。
  对于缺乏应用软件的问题,中国科学院超级计算中心主任迟学斌对《中国电子报》记者表示,高性能的程序很少,能应用到工程上的就更少了。在研发的历史上,我们一直重视有形的东西,忽视无形的东西。计算机固然很重要,但是如果在这个平台上没有要做的事,那也等于是浪费。
联想服务器高性能产品规划经理史小东博士认为,在应用中,做速度运算、高性能运算首先是把物理上或者是应用上的数学模型编成程序,这些串行或者并行的程序如何在联想高性能服务器的架构下作分布式运行是很重要的问题。针对这个问题,联想已经在梯形管理和资源调度方面提供了设计。
联想方面表示,高性能服务器硬件中国已经达到了世界先进水平,但是高性能计算软件方面,我们国家远远落在了后面。而且现在国内一些大学存在一种现象,就是以“上高性能服务器”为荣,而不管是否有相应的软件开发能力,出现“买得起用不起”的现象,形成了另一种资源浪费。

  体验中心让软件先行

正是鉴于高性能计算应用软件的缺乏,所以各主要高性能计算厂商纷纷以体验中心或解决方案中心的形式向用户推介和试验他们的高性能计算解决方案。
例如2006年10月,曙光毅然决定在原有“曙光高性能实验室”的基础上大规模扩容,建立曙光应用体验中心。整个体验中心共投资近1000万元,占地160多平方米,主体高性能计算的浮点运算峰值达到了每秒2.8万亿次。曙光应用体验中心主体包括HPC服务器性能评测和应用体验区、PC服务器性能评测和应用体验区、曙光VIP用户系统监控和管理服务区三个部分。HPC服务器性能评测和应用体验区是整个体验中心核心部分,它包括一台每秒2.8万亿次浮点运行的高性能服务器,该高性能服务器由128台四路节点机、8台八路节点机、十六路节点机组成,并配置了20TB的存储和Infiniband高性能网络。操作系统采用以Linux和WCCS为主体,并辅以Solaris。在集群软件方面,全面最新的DCMMII曙光远程一体化网格监控系统、DCOS曙光机群操作系统、SKVM over IP远程控制系统,并部署了先进的DCFS2、PVFS2和Lustre并行文件系统。
在应用方面,曙光联合了各个ISV厂商,部署了目前HPC各个主要领域中的主要HPC应用软件,并且对主要应用软件进行了优化。
与曙光相比,戴尔在今年的6月宣布在上海再设立一家戴尔企业级应用解决方案中心。该中心位于戴尔上海办公室内,继此前在北京、厦门及香港设立的三家解决方案中心后,第四家戴尔企业级应用解决方案中心。中心不仅向客户展示戴尔最新的产品及方案,更帮助客户在实际部署企业级解决方案前,在此亲身体验与评估这些解决方案的可行性和价值。
戴尔公司副总裁兼戴尔中国内地及香港地区总裁刘峻岭对《中国电子报》记者讲,戴尔中国公司承诺协助企业客户简化运营、优化IT解决方案、提升IT资源的可管理性与效率,从而为客户提供最大价值。我们的“可扩展企业”战略旨在协助企业应对IT环境中的各种挑战。作为解决方案提供商,我们致力于通过硬件产品、管理软件以及专业服务最终为客户提供量身定制的涵盖从桌面产品到数据中心的全方位企业IT解决方案,这也是戴尔2.0战略的重点体现之一。
科勒(中国)投资有限公司亚太总部IT主管张智伟则称,我们非常高兴能在戴尔上海应用解决方案中心看到完整的方案演示,这为我们提供了一个近距离了解和评估戴尔企业级解决方案的好机会。在到这里观看和测试戴尔系统管理解决方案之前,我们对戴尔的方案缺乏直观的了解,也没有十足的把握。通过在戴尔解决方案中心进行的戴尔系统管理和虚拟化解决方案测试和性能评估,我们确信戴尔的方案能满足我们的应用需求。可以说,戴尔的方案演示和测试很大程度促成了我们对戴尔解决方案的选择。
除了曙光和戴尔外,像IBM、惠普和浪潮也都建有自己的解决方案或用户体验中心,这无疑可以提高高性能计算解决方案的针对性,提高应用软件的效率,满足用户的实际需求。


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