冠亞軍清華大學(xué)和臺灣清華大學(xué)合影

作為一次國際性的超算大會，ASC13吸引了包括俄羅斯、韓國、沙特、中國香港和中國臺灣等多家大學(xué)參與，在現(xiàn)場我們也有幸看到了來自韓國、新加坡和日本的高性能計(jì)算專家。會后，針對本次大賽及亞洲地區(qū)超算發(fā)展趨勢等問題，諸位專家進(jìn)行了精彩的解答。

受訪的各位專家

參與本次采訪的專家分別為(從左至右，如上圖)——新加坡科技研究局計(jì)算機(jī)資源中心資深主任Michalewicz Marek、韓國蔚山科學(xué)技術(shù)大學(xué)超級計(jì)算中心主任Sung Youb Kim博士、日本東京工業(yè)大學(xué)教授Satoshi Matsuoka和浪潮集團(tuán)高性能服務(wù)器產(chǎn)品部總經(jīng)理劉軍。

亞洲四國的高性能計(jì)算發(fā)展

新加坡科技研究局計(jì)算機(jī)資源中心資深主任 Michalewicz Marek

新加坡科學(xué)院超算中心全稱為Agency for Science,Technology and Reseach，是新加坡地區(qū)首屈一指的超算中心，并曾于2012年與龍芯展開合作，向用戶提供基于MIPS架構(gòu)的高性能計(jì)算服務(wù)。在談到新加波超算發(fā)展的現(xiàn)狀時(shí)，Michalewicz Marek主任表示——在過去的40年當(dāng)中，新加坡成功的從一個(gè)勞動密集型的社會，轉(zhuǎn)向了一個(gè)基于智力的社會。我所在的單位是新加坡科學(xué)院，現(xiàn)在已經(jīng)有了5000多位在各個(gè)領(lǐng)域工作的科學(xué)家，包括生命、數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等等。他還談到——除了新加坡科學(xué)院之外，新加坡還有其他四所高校，在HPC上面比較有建樹的高校主要是南洋理工大學(xué)和新加坡國立大學(xué)。在不久的將來，新加坡也會有一個(gè)國家級的超算中心，這個(gè)超算中心不僅僅是在計(jì)算機(jī)方面的研究工作，同時(shí)也是在研究網(wǎng)絡(luò)方面的工作。

韓國蔚山科學(xué)技術(shù)大學(xué)超級計(jì)算中心主任 Sung Youb Kim博士

在我們傳統(tǒng)意義上的“亞洲四小龍”(也就是Newly Industrial Economics，新興工業(yè)經(jīng)濟(jì)體)中，除新加坡之外，韓國近幾年的高性能計(jì)算發(fā)展水平也非常迅猛。韓國蔚山科學(xué)技術(shù)大學(xué)超級計(jì)算中心主任 Sung Youb Kim博士更多則是從超算所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會效益來看待HPC的發(fā)展問題。他表示——超級計(jì)算機(jī)可以解決很多實(shí)驗(yàn)室和工程中里解決不了的問題，如核能研究、宇宙探索、飛行器設(shè)計(jì)等等，這也是為什么很多國家投入科研基金來進(jìn)行這方面的基礎(chǔ)硬件建設(shè)、軟件開發(fā)等工作。但是超級計(jì)算機(jī)不僅僅是只服務(wù)于科研界，它同時(shí)也應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個(gè)方面，超級計(jì)算機(jī)會變得越來越重要，發(fā)展超級計(jì)算機(jī)是各個(gè)國家政府責(zé)任。

東京工業(yè)大學(xué)教授Satoshi Matsuoka

受訪的日本專家東京工業(yè)大學(xué)教授Satoshi Matsuoka在HPC行業(yè)享有盛譽(yù)，也是ACM協(xié)會的成員(即ISC和SC專業(yè)成員，編者注)。他在采訪中談到，日本政府非常重視HPC的發(fā)展，早在很多年前日本便開始了高性能計(jì)算機(jī)的研發(fā)，日本最新的高級計(jì)算機(jī)K-Computer目前世界排名第三，亞洲排名第一。目前日本政府已經(jīng)投資了一億美元來促進(jìn)HPC的建設(shè)，而且這種投入還在繼續(xù)。從發(fā)展的角度來說，日本政府目前已經(jīng)著手開發(fā)百億億次最先進(jìn)的超級計(jì)算機(jī)，并且希望通過HPC來加強(qiáng)推動科技、工業(yè)等各個(gè)方面的發(fā)展。

在談到HPC發(fā)展的社會意義時(shí)，Satoshi Matsuoka表示：首先，HPC作為一個(gè)工具，它能夠有利的促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;第二，由于HPC的一些促進(jìn)作用，工業(yè)從原來只能從實(shí)驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)，發(fā)展為現(xiàn)在定量的去做預(yù)測，比如現(xiàn)在很多大型設(shè)備的設(shè)計(jì);第三方面，HPC等科學(xué)技術(shù)實(shí)際上是在有力的促進(jìn)IT工業(yè)的發(fā)展，它是IT工業(yè)發(fā)展的引擎，未來甚至可以考慮借助手機(jī)進(jìn)行高性能計(jì)算。

浪潮集團(tuán)的高性能計(jì)算總經(jīng)理劉軍

最后發(fā)言的是來自浪潮集團(tuán)的高性能計(jì)算總經(jīng)理劉軍，他談到了目前國內(nèi)超級計(jì)算機(jī)的發(fā)展及浪潮對于這些發(fā)展所作出的努力和貢獻(xiàn)。劉軍表示——在各個(gè)重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用方面，中國超算的發(fā)展力度非常大，比如說在大學(xué)，在科研院所，在石油、氣象、氣候、航天、制造等行業(yè)的超算應(yīng)用都取得了新的進(jìn)展。尤其我們看到從中國政府對于科研和教育的投資在不斷的加大，我們能夠看到的像上海交通大學(xué)，像清華大學(xué)，都能夠投資幾百萬美元來建設(shè)一個(gè)校極的超算中心平臺，來服務(wù)于我們的科學(xué)家和教授們，來開展科研創(chuàng)新工作。

不過在看到快速發(fā)展的同時(shí)，劉軍也談到了國內(nèi)超算環(huán)境發(fā)展的阻礙，比如硬件的建設(shè)、人才的培養(yǎng)和應(yīng)用軟件的研發(fā)。對于這些因素，劉軍表示這正是浪潮集團(tuán)主辦ASC13大賽的目的，通過這樣的比賽可以讓大學(xué)生更多的熟悉超算應(yīng)用、了解并掌握超算運(yùn)行的特性，分析并解決其中出現(xiàn)的問題，提出改進(jìn)的合理化訪談。同時(shí)他強(qiáng)調(diào)：人才的培養(yǎng)在國內(nèi)超算發(fā)展中至關(guān)重要，如何保證人才培養(yǎng)的連續(xù)性，減少超算人才的流失依然是擺在中國超算面前的迫切問題。

結(jié)合本次ASC13，劉軍表示今年各個(gè)參賽隊(duì)伍的表現(xiàn)都很不錯(cuò)，競爭非常激烈，浪潮作為主辦方將會支持勝出的冠亞軍隊(duì)伍進(jìn)軍ISC大學(xué)生超算大賽。

日本K-Computer與手機(jī)超算的應(yīng)用

K-Computer是目前亞洲最快的超級計(jì)算機(jī)，世界排名第三，性能是天河一號A的近5倍。在談到日本超算應(yīng)用普及程度的時(shí)候，Satoshi Matsuoka教授表示——在K-computer的應(yīng)用方面，日本政府投入了大量的資金，比如在幾個(gè)主要方面，生物、生命科學(xué)、納米科學(xué)、環(huán)境、氣侯科學(xué)、制造業(yè)、基礎(chǔ)教育等。在每一個(gè)方面，日本政府每年投入2到3千萬美元的來支持應(yīng)用，而且在日本的工業(yè)界，很多大公司都積極的投身到K-computer的應(yīng)用當(dāng)中，比如在汽車工業(yè)方面，很多大公司他們都已經(jīng)競相宣布，要使用K-computer來促進(jìn)汽車設(shè)計(jì)和使用測試。另外有一個(gè)公司是制藥公司，也宣布了要用K-computer來促進(jìn)藥物設(shè)計(jì)研究。

Satoshi Matsuoka教授還談到，其實(shí)除了K-Computer之外，日本還有很多大型超級計(jì)算機(jī)，也在不同程度上支持了工業(yè)界的發(fā)展。Satoshi Matsuoka教授認(rèn)為對這種大型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，尤其是在商業(yè)方面，對于不同的公司有不同的影響。大公司往往有更多的資源，不管是在資金上，還是人力方面，或者是知識的積累，使得他們有足夠的資源去運(yùn)用這些超級計(jì)算機(jī)。然而對于小公司，他們有各種各樣的困難，比如說資金、人力和知識方面。我們需要鼓勵(lì)小公司能夠更多加入到應(yīng)用超級計(jì)算機(jī)的行列中來。

談到高性能計(jì)算和手機(jī)超算的異同，Satoshi Matsuoka教授認(rèn)為——在未來，我相信手機(jī)計(jì)算和高性能計(jì)算會互相融合、互相促進(jìn)。這是因?yàn)樗鼈冇泄餐c(diǎn)，第一方面，是兩者都發(fā)展很快，以每年百分之百的速度在快速增長。另一方面，它們也有共同的挑戰(zhàn)，也就是在能耗方面，這個(gè)能耗也同樣意味著需要更長使用時(shí)間的電池(或耗電)。我們不可能去建立一個(gè)核電站來支持這些高性能計(jì)算，或者是數(shù)據(jù)中心。目前看來，要讓我們的應(yīng)用更加快速，最主要的辦法是采用定制化，我們現(xiàn)在所用的處理器，不管是ARM還是GPU，它們都會在未來的一段時(shí)間內(nèi)會快速的發(fā)展。我相信通過這些技術(shù)的發(fā)展，高性能計(jì)算和手機(jī)計(jì)算都會得到顯著的提高。最后我需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，實(shí)際上不僅僅是我們的ARM可以用來支持HPC，同時(shí)，我們現(xiàn)在HPC也有很多項(xiàng)目是在考慮基于ARM處理器來發(fā)展的。

對于這個(gè)熱門的話題，Marek michalewiz主任也有自己的見解。他認(rèn)為——就手機(jī)計(jì)算和高性能計(jì)算方面，在中國也有一些發(fā)展，有一個(gè)叫IQ架構(gòu)的一個(gè)新想法，實(shí)際上也是整合了ARM和GPU的技術(shù)。所以我們可以看到，在手機(jī)計(jì)算方面，在高性能計(jì)算和手機(jī)計(jì)算融合方面，不是一個(gè)國家在單打獨(dú)斗，應(yīng)該是國際層面的合作。我相信這樣一個(gè)架構(gòu)不僅是在加利福尼亞州有，同時(shí)現(xiàn)在在深圳有家公司也在做這方面的貢獻(xiàn)。通過他們的共同努力，我相信這樣一個(gè)新型的架構(gòu)，不僅有助于手機(jī)計(jì)算，同時(shí)也有助于高性能計(jì)算。

Xeon Phi協(xié)處理器與GPU加速器的優(yōu)劣

去年11月的SC12大會上，英特爾展示了最新的至強(qiáng)融合協(xié)處理器，也就是我們俗稱的Xeon Phi。它的出現(xiàn)直接引起了NVIDIA的高度警惕，畢竟GPGPU加速目前已經(jīng)成為了超算行業(yè)應(yīng)用的主流，而Xeon Phi顯然是采用同樣的異構(gòu)運(yùn)行模式，而且與GPGPU形成了新的競爭關(guān)系。半年過去了，各位專家對此是如何看待的呢?Marek michalewiz主任率先發(fā)言，他表示目前還沒有看到Xeon Phi的實(shí)物，更不要說測試與應(yīng)用層面，但同時(shí)他也提到在未來幾周內(nèi)會有Xeon Phi產(chǎn)品送到新加坡實(shí)驗(yàn)室。

至強(qiáng)融合協(xié)處理器

韓國的Sung Youb Kim博士則表示剛剛應(yīng)用過Xeon Phi，但是目前在內(nèi)存優(yōu)化和加速比上并沒有取得特別好的效果，進(jìn)而他表示目前由他來談這個(gè)問題的時(shí)機(jī)并不合適。

相比于之前的二位，日本的Satoshi Matsuoka教授則要更直接一些，他認(rèn)為“現(xiàn)在來評價(jià)孰優(yōu)孰劣是一個(gè)非常危險(xiǎn)的事情”。同時(shí)他也提供了一個(gè)新的思路，即——代碼移植的簡單性與實(shí)際的應(yīng)用加速效果并無直接的關(guān)系。之前Xeon Phi一直在強(qiáng)調(diào)基于X86代碼移植非常容易，但是NVIDIA最近也推出了全新的OpenACC的編譯器。通過這樣一個(gè)新的編譯器，同樣會非常容易的把以往CPU代碼等老代碼輕易到新型的處理器上。因此，是否易于移植代碼和把應(yīng)用做好，做快是完全不同的兩件事。他甚至直言不諱的說道——基于現(xiàn)有的GPU和英特爾Xeon Phi公布的版本來看，GPU的性能的確還是要好一些，但是所有這樣的對比，都是基于現(xiàn)有這樣處理器和和編譯器的情況來看的。

高性能計(jì)算與政府投資

這是一個(gè)相當(dāng)敏感的問題，因?yàn)榻刂聊壳敖^大多數(shù)(或許是100%)的超算中心都是由政府出資興建的。對于這樣政府出資的項(xiàng)目，如何能夠體現(xiàn)出項(xiàng)目的成功與否呢?新加坡Michalewicz Marek主任覺得通過招商引資，吸引世界頂尖的高科技企業(yè)進(jìn)駐，通過他們的納稅實(shí)現(xiàn)超算中心的運(yùn)營是一種良性的方式;韓國Sung Youb Kim博士則認(rèn)為高性能計(jì)算研究是科學(xué)探索，是人類對這種高技術(shù)、高新產(chǎn)業(yè)的探索，因此國家投入這一部分科研經(jīng)費(fèi)是必要和必須的。

日本的Satoshi Matsuoka教授則通過K-computer幾近流產(chǎn)的投資案例證明了高性能計(jì)算對于政府的有效性，他表示——在2009年，K-computer差一點(diǎn)被銷項(xiàng)了，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的一些官僚主義和做這個(gè)項(xiàng)目的科學(xué)家，他們內(nèi)部有一些分歧。他們無法向整個(gè)社會說明投資這么多錢如何給這個(gè)社會帶來什么樣回報(bào)，他無法通過政府官員的一些考核。當(dāng)時(shí)有很多報(bào)紙、雜志和評論家都說，為什么我們的政府要向高科技屈服，他們當(dāng)時(shí)面臨很大的壓力。這也反映出來了這樣一個(gè)問題，一般小型的機(jī)器是很容易得到社會認(rèn)可的。但是對于這種大型機(jī)器，到底如何讓它對社會產(chǎn)生更大的回報(bào)，這是一個(gè)值得大家討論的問題。最后，Satoshi Matsuoka教授則提到在2019或2020年，日本將建設(shè)下一代的超級計(jì)算機(jī)，它的計(jì)算能力肯定比現(xiàn)有的K-computer更加強(qiáng)大。如此說來，日本政府已經(jīng)看到了高性能計(jì)算對于發(fā)展的必要性。

說到中國超算發(fā)展的現(xiàn)狀，可能在爭議性方面比其他幾個(gè)國家都要好許多，因?yàn)槲覀冊谏闲W(xué)的時(shí)候就知道社會主義的特點(diǎn)就是“集中力量辦大事”。對此，劉軍先生則認(rèn)為——高性能計(jì)算是一種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，類似于國家的那種高鐵建設(shè)，建高速公路。對于后兩者，很少有人會提出質(zhì)疑，因?yàn)檫@是一種基礎(chǔ)設(shè)施，不是作為某一個(gè)單位的業(yè)務(wù)工具而存在。高性能計(jì)算也是同樣的道理，它并非服務(wù)于某一家公司，而是全社會、全民的財(cái)富。

后記：前國務(wù)院總理溫家寶在十一屆全國人大一次會議上作政府工作報(bào)告時(shí)曾表示：“基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究得到加強(qiáng)，取得高性能計(jì)算機(jī)、第三代移動通信、超級雜交水稻等一批重大創(chuàng)新成果，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和市場競爭力的產(chǎn)品”。如今，高性能計(jì)算在中國的發(fā)展方興未艾，繼天河一號、天河一號A之后，天河二號也在緊張的研發(fā)與建設(shè)當(dāng)中。中國已經(jīng)成為了國際HPC舞臺上不可忽視的力量，世界第一的榮耀和眾多企業(yè)的應(yīng)用使得中國的HPC行業(yè)快速發(fā)展。不過我們也應(yīng)當(dāng)看到，國內(nèi)的HPC行業(yè)依然是大企業(yè)應(yīng)用居多，如何吸引中小企業(yè)參與其中是我們迫切面對的問題。而除了硬件建設(shè)之外，應(yīng)用軟件的研發(fā)和人才培養(yǎng)也應(yīng)該需要可持續(xù)化的發(fā)展道路。中國的高性能計(jì)算，剛剛上路。

wangxueyang

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