疫情之下，一場聲勢浩大的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型大潮，在疫情催化下，噴薄而來。而在整個社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之下，計算力成為重要的支撐，計算力就是生產(chǎn)力成為共識。
超級計算需要超級算力，超算是各國競相角逐的科技制高點，也是國家綜合科技實力的體現(xiàn)。在全球前500的超算當中，中國廠商已經(jīng)占據(jù)了數(shù)量上的絕對優(yōu)勢。而除了全球超算TOP500之外，中國超算自己的榜單也正在煥發(fā)越來越重要的影響力。11月15日，第二屆中國超級算力大會召開，會上公布了中國高性能計算機性能排行榜 TOP100 ，北京超級云計算中心榮登榜單第3位。
中國超算多元化，百花齊放VS算力之爭
超算是國之重器。隨著新基建的推動和新冠疫情的洗禮，政企上云的意愿和行動越來越快速，也越來越堅定，這對高性能計算的交付與應(yīng)用也是一個極大的促進，企業(yè)對強大算力的需求也在持續(xù)升溫。各類超算中心也在嘗試和探索多元化運營模式，致力于提供全譜系服務(wù)。
從超算細分市場來看，超算可以分為尖端超算、通用超算和行業(yè)超算三類。
尖端超算作為“塔尖上的明珠”，是萬核以上的應(yīng)用，追求極大規(guī)模，極致性能，面向攻堅型科研，國家級客戶、各行各業(yè)頂級研究機構(gòu)，對超算硬件系統(tǒng)要求極高。尖端超算領(lǐng)域：我國重點研發(fā)的E級超算，是每秒可進行百億億次浮點運算的超級計算機，被全世界公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”。目前，我國已有三家單位發(fā)布了E級超算的原型機。
通用超算是萬核以下的應(yīng)用，絕大多數(shù)是千核以下的應(yīng)用，針對不同類型應(yīng)用，需要提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，以及更高性價比的資源，還需要滿足海量無自建超算用戶的日常計算需求。
正如，在發(fā)布的2020中國高性能計算機性能排行榜 TOP100中 ，北京超級云計算中心，Linpack測試性能達3.743PFlops，峰值性能達7.035PFlops，采用AMD最新的第二代霄龍?zhí)幚砥?ldquo;羅馬”，榮登中國高性能計算機性能TOP100排行榜第3位。同時北京超級云計算中心通用算力總核心已達10PFlops，與傳統(tǒng)企業(yè)用超算相比，性能要高數(shù)千倍，也基本相當于2011年奪得TOP500全球冠軍的日本超級計算機“京”的計算能力。在給尖端超算提供（國家超算中心）重要的支撐之外，北京超級云計算中心致力于服務(wù)萬核以下的用戶需求的和適配行業(yè)用戶的需求，提供商業(yè)運營的通用超算服務(wù)平臺，用戶數(shù)已經(jīng)突破2萬，并且仍在持續(xù)快速增長。
行業(yè)超算是面向行業(yè)、按照行業(yè)業(yè)務(wù)需求設(shè)計完整的云上業(yè)務(wù)流程，往往是單核到幾千核應(yīng)用。這類客戶最關(guān)注服務(wù)，然后是性能和性價比。之前我國的行業(yè)超算主要集中在能源、電信、工業(yè)制造等領(lǐng)域，近年來隨著國內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為超算的重要用戶之一。在2019年6月份發(fā)布的TOP500排行榜中，中國入圍的219臺超算中，有172臺超算是垂直行業(yè)在使用。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國傳統(tǒng)超算市場的整體規(guī)模達280億元，其中尖端超算目前大約占四分之一，而通用超算占四分之三。但目前來看，超算主要是尖端超級計算機及其用戶,中小用戶和面向行業(yè)的業(yè)務(wù)型用戶的需求沒有得到滿足。要讓超算進入“尋常百姓家”，仍需在應(yīng)用模式和商業(yè)化方面不斷創(chuàng)新，探索新路。
讓超算服務(wù)化，新算力催生超算“新生代”
超算的發(fā)展迭代離不開應(yīng)用的創(chuàng)新。以前，用戶習(xí)慣自己建設(shè)大規(guī)模超算中心，不僅交付周期長、建設(shè)成本高。而云交付和云運營模式的出現(xiàn)，使得高性能計算可以按需使用、按使用量付費，更高效也更經(jīng)濟。
新算力，新場景，新模式，正在催生超算領(lǐng)域的新生代，北京超級云計算中心在助力數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展發(fā)展的同時，為用戶帶來新體驗、新價值。
首先，是超算中心云化的創(chuàng)新。
超級云計算服務(wù)模式的出現(xiàn)，滿足了用戶隨需而用的計算需求，進一步提升了科研效率。而北京超級云計算中心正式這一模式的引領(lǐng)者。北京超級云計算中心聚焦通用計算市場，面向海量無超算資源的用戶以及中小微超算用戶，重點突出性價比與優(yōu)質(zhì)服務(wù)，讓用戶通過租賃來完成業(yè)務(wù)部署，從復(fù)雜的自建與運維中解脫出來。可以更高效、穩(wěn)定地服務(wù)于各類行業(yè)用戶，為超算的商業(yè)化發(fā)展探索出一條新路線。
其次，是隨需動態(tài)擴容的服務(wù)模式創(chuàng)新。
由于通用計算用戶對算力需求快速增加，計算速度要求高，動態(tài)擴容就成了一種更好的選擇。
2018年，北京超級云計算中心打造出隨需動態(tài)擴容的服務(wù)模式，在2年時間內(nèi)通用CPU已經(jīng)超過27萬核，計算能力突破10PFlops，實現(xiàn)了中國通用計算能力TOP1的水平。通過以用戶需求為導(dǎo)向進行動態(tài)擴容，北京超級云計算中心較好地滿足了用戶對更多計算資源、更快計算速度、更好用戶服務(wù)體驗的需求，“讓計算不排隊”，實現(xiàn)了建設(shè)方式和服務(wù)模式的一次重要創(chuàng)新。
最后，是超算分區(qū)，分類提供資源的創(chuàng)新。
面向不同類型的用戶需求，北京超級云計算中心提供不同的計算資源，目前主力分區(qū)是A分區(qū)，同時還有T分區(qū)、M分區(qū)、IO分區(qū)，以及科技云9分區(qū)、12分區(qū)、15分區(qū)、17分區(qū)、19分區(qū)等。此次，登榜中國高性能計算機性能排行榜 TOP100的就是北京超級云計算中心A分區(qū)。通過分類提供資源，輕松實現(xiàn)隨需供應(yīng)、不排隊、省心省時計算服務(wù)。
可以看到，正是基于中國高性能計算環(huán)境和云計算技術(shù)，北京超級云計算中心為用戶構(gòu)建一個集硬件資源、計算環(huán)境、平臺服務(wù)、智能調(diào)度為一體的“一站式”服務(wù)創(chuàng)新平臺，通過自身算力的突破和商業(yè)模式的創(chuàng)新，在賦予用戶更多、更好的產(chǎn)品服務(wù)的同時，將算力轉(zhuǎn)化為更大的科研和產(chǎn)業(yè)價值。
融合創(chuàng)新與生態(tài)共建，在應(yīng)用領(lǐng)域不斷突破
和尖端超算需求相對穩(wěn)定不同，大量通用計算用戶有著多樣化需求，且對于計算的靈活性要求更高。如何讓用戶實現(xiàn)隨需使用，想算就算，需要以用戶需求為導(dǎo)向，不斷融合創(chuàng)新。北京超級云計算中心正通過模式創(chuàng)新和商業(yè)化發(fā)展，為各行各業(yè)提供諸多優(yōu)質(zhì)服務(wù)，幫扶企業(yè)與科研機構(gòu)發(fā)力業(yè)務(wù)拓展，讓應(yīng)用更加便捷、高效。
比如，金風(fēng)科技在全球風(fēng)電市場遙遙領(lǐng)先，從事風(fēng)資源研究已有20年歷史，2016年成立風(fēng)能研究院，在資源使用方面，北京超級云計算中心提供了行業(yè)化的專屬資源支持方案，提供了提供獨占、包核時等多種使用方式，滿足不同業(yè)務(wù)部門的需求。同時配置的資源類型豐富，資源數(shù)量充足，特別在使用高峰，有效的支持資源的彈性擴展。在使用A分區(qū)資源計算過程中，系統(tǒng)未出現(xiàn)問題。計算需求以WRF和CFD為主的兩個研究方向，經(jīng)在A分區(qū)測試和日常生產(chǎn)使用，總體計算性能和速度，有明顯提升。
再如，中科院物理所展開凝聚態(tài)物理研究，課題組長期致力于張量重正化群方法的發(fā)展和應(yīng)用，而張量重正化群方法不僅需要多核心的并行，也需要大的內(nèi)存。團隊負責(zé)人向濤院士表示，北京超級云計算中心A分區(qū)的單節(jié)點256G內(nèi)存和64核心正好滿足了需求，使得團隊得以開展對Kagome自旋液體問題進行大規(guī)模的張量重正化群計算，從而解決了Kagome反鐵磁體是無能隙量子自旋液體這一長期爭論的難題。同時A分區(qū)資源計算速度快，效率高，超算機器穩(wěn)定，節(jié)點多，不用排隊，使用十分高效便捷。
超算產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，需要產(chǎn)、學(xué)、研、用各方加強交流，需要算力和應(yīng)用均衡發(fā)展。應(yīng)用算法優(yōu)化和平臺優(yōu)化深度融合，會產(chǎn)生無限的創(chuàng)新。在數(shù)字經(jīng)濟、“新基建”的引領(lǐng)和推動下，超算的重要性得到進一步彰顯，隨著我國對基礎(chǔ)科研重視程度的逐步提升，高校、科研院所等傳統(tǒng)客戶對超算需求還有很大的提升空間。北京超級云計算中心面臨新基建的重大機遇，算力突破、服務(wù)升級、模式創(chuàng)新，無疑將為中國超算注入新動能。
