高性能計(jì)算加速數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)

文 本刊記者 張貝貝

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)對(duì)計(jì)算的需求呈現(xiàn)出指令集的增長(zhǎng)和多形態(tài)的趨勢(shì)，創(chuàng)新計(jì)算力也成為加速數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)處理的關(guān)鍵能力之一，也正是對(duì)計(jì)算力的不斷追求，才引發(fā)了更多的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

人類(lèi)對(duì)于計(jì)算力的追求從來(lái)沒(méi)有停歇過(guò)，從結(jié)繩計(jì)數(shù)到使用算盤(pán)，從利用計(jì)算器簡(jiǎn)單計(jì)算，再到計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜運(yùn)算。但，更重要的是這些計(jì)算力能為人所用。比如在數(shù)據(jù)中心獲取、分析數(shù)據(jù)方面，高性能計(jì)算（HPC）所展現(xiàn)的能力，就是加速企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的不錯(cuò)應(yīng)用。

高性能計(jì)算應(yīng)用普及

那如何理解高性能計(jì)算的原理呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，高性能計(jì)算是將一些獨(dú)立的機(jī)器用互聯(lián)網(wǎng)連起來(lái)，共同完成一個(gè)任務(wù)，來(lái)加速這個(gè)任務(wù)解決的時(shí)間，提升業(yè)務(wù)處理的效率。比如一個(gè)很大的房間需要清潔，如果一個(gè)人做，大概一個(gè)下午才能打掃干凈，但如果這個(gè)事情可以并行處理，即大家一塊兒動(dòng)手，可能用1個(gè)小時(shí)就能完成。因?yàn)楦嗟臋C(jī)器中程序通過(guò)并行運(yùn)算，加速問(wèn)題解決的時(shí)間?！昂?jiǎn)單理解就是多個(gè)人做一件事，強(qiáng)調(diào)每個(gè)人的能力和之間的協(xié)作力。這與多數(shù)數(shù)據(jù)中心具備的多人處理多事的計(jì)算方式有一定區(qū)別，因?yàn)檫@種計(jì)算方式只強(qiáng)調(diào)個(gè)人能力，即單個(gè)處理單元的性能，對(duì)之間的互聯(lián)互通和配合沒(méi)有太高要求?！眹?guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件研究所朱小謙如是說(shuō)。

英特爾（中國(guó)）有限公司服務(wù)器平臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)理張振宇：“所有產(chǎn)品的發(fā)展和設(shè)計(jì)都是為了滿(mǎn)足不斷變化的客戶(hù)需求，英特爾致力于不斷演進(jìn)架構(gòu)，提出解決方案?！?/p>

隨著高性能計(jì)算的不斷發(fā)展，市場(chǎng)應(yīng)用也有了多樣的變化，傳統(tǒng)的HPC最主要的是做研究用的，集中在軍事、科研、生物等領(lǐng)域，但目前如多媒體、動(dòng)漫渲染、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等方面也被劃在了HPC大的范疇里，也稱(chēng)技術(shù)計(jì)算，并且高性能的應(yīng)用也越來(lái)越被大眾所熟悉。

例如：有一家英國(guó)公司在上世紀(jì)80年代的時(shí)候通過(guò)調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)70%以上的女士反映戴的文胸非常不舒服，因?yàn)檫^(guò)去的設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，基本都是非常簡(jiǎn)單的各部分布料間的縫合。于是這家公司就做了一個(gè)模型，模擬人在走動(dòng)或者跑動(dòng)等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，整個(gè)文胸各個(gè)部位所受的壓力，然后根據(jù)模擬計(jì)算的結(jié)果，重新考量設(shè)計(jì)原理，使文胸佩戴起來(lái)更舒適。與此類(lèi)似的是，人們背的專(zhuān)業(yè)登山包，包上會(huì)有一個(gè)可以環(huán)繞的帶子扣在腰部，這樣背包的重量就不會(huì)全壓在肩膀上，能平衡整個(gè)身體的受重。另外，在汽車(chē)碰撞安全測(cè)試方面，高性能計(jì)算也發(fā)揮著不小的作用。據(jù)了解，在汽車(chē)出廠前，都要進(jìn)行碰撞安全測(cè)試，在沒(méi)有采用高性能計(jì)算進(jìn)行模擬碰撞前，通常一輛汽車(chē)需要進(jìn)行六七次的碰撞才能采集到所需要的數(shù)據(jù)。但是有了高性能計(jì)算模擬仿真的幫助，碰撞實(shí)體汽車(chē)的次數(shù)就可以大大減少。

朱小謙強(qiáng)調(diào)，在高性能計(jì)算方面的應(yīng)用確實(shí)在多元化，過(guò)去更強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科研，而且需求比較穩(wěn)定，但隨著近年來(lái)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展，人們對(duì)海量信息處理和信息技術(shù)服務(wù)方面的需求激增，同時(shí)，政府提供的高性能計(jì)算中心的資源也不斷面向公眾提供服務(wù)，以提高政府的管理水平和工作效率，包括智慧城市、電子政務(wù)、醫(yī)療系統(tǒng)等方面的部署。

高性能計(jì)算與數(shù)據(jù)中心

可見(jiàn)，生活的方方面面都需要高性能計(jì)算，并且影響著每個(gè)人的生活。也正是這種不間斷的需求，導(dǎo)致更多企業(yè)在高性能計(jì)算方面加大投入，以提升自身的業(yè)務(wù)，同時(shí)這也給IT廠商提供了商機(jī)。英特爾（中國(guó)）有限公司服務(wù)器平臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)理張振宇說(shuō)：“配備有雙路或四路至強(qiáng)的高性能計(jì)算系統(tǒng)，就數(shù)量和性能來(lái)說(shuō)都已連續(xù)數(shù)年在全球高性能計(jì)算機(jī)500強(qiáng)（TOP500）排行榜和中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)100強(qiáng)（TOP100）排行榜上表現(xiàn)不俗，而且英特爾2013年針對(duì)高性能計(jì)算又交出了新的答卷，英特爾至強(qiáng)融核Xeon Phi也成為高性能計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)重磅產(chǎn)品?！?/p>

此外，據(jù)了解，在軟件和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域英特爾也相繼推出了產(chǎn)品。并形成了完整的產(chǎn)品線。英特爾具備Trues cale InfiniBand網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時(shí)正在研發(fā)下一代互聯(lián)產(chǎn)品，軟件方面，除了一些消息庫(kù)、并行軟件之外，英特爾今年還發(fā)布了一款新的并行文件系統(tǒng)英特爾企業(yè)版Lustre，通過(guò)全方位的解決方案打造數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新計(jì)算能力。

朱小謙認(rèn)為，借助現(xiàn)有高性能計(jì)算中心建設(shè)數(shù)據(jù)中心也是業(yè)界流行的一個(gè)觀點(diǎn)，兩者從硬件層面看都是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在應(yīng)用方面又分別有側(cè)重，高性能計(jì)算更強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)的計(jì)算，可以對(duì)數(shù)據(jù)中心前期的數(shù)據(jù)獲取、后期的數(shù)據(jù)挖掘和分析提供計(jì)算能力，數(shù)據(jù)中心只需在存儲(chǔ)方面加大部署即可，這樣可免除數(shù)據(jù)中心在計(jì)算方面的大量投入并縮短了建設(shè)周期，同時(shí)也是提升資源利用率的有效途徑。

低功耗豐富數(shù)據(jù)中心解決方案

在高性能計(jì)算力你追我趕的競(jìng)爭(zhēng)下，能耗是揮之不去的“隱憂(yōu)”。“英特爾的優(yōu)勢(shì)是既能幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)這一性能躍升，又盡可能降低系統(tǒng)的功耗上漲幅度。而且，與出于同一目的設(shè)計(jì)的、基于其他架構(gòu)的協(xié)處理器或性能加速器相比，至強(qiáng)融核的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)就是兼容大量用戶(hù)既有的、基于英特爾架構(gòu)開(kāi)發(fā)的高性能計(jì)算應(yīng)用軟件。”張振宇說(shuō)。