| 出版日期：2004-11-29 总期号：1368 本年期号：89 |
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三重解读2004超算排行榜
谢文砚 编者语：自22日本报刊登国际和国内超算排行榜之后，我们的记者第一时间联系李国杰、张云泉等知名专家，以及联想、浪潮、曙光等超算厂商的代表，从技术、产业和商业的角度，多重分析超算排行榜。期望告诉企业级用户：超级计算不再是阳春白雪，成本不再高昂，应用日趋丰富，且与普通商业用户休戚相关。这也是我们如此重视这个排行的目的。 专家评析 中国TOP100性能分析 中国目前高性能计算的总性能是53Tflops（2003年19.68Tflops），是2003年总性能的2.69倍； 中国TOP100排行榜第一名的Linpack性能为8.061Tflops(2003年4.148Tflops)，且有12台（2003年2台）机器的Linpack性能达到了1Tflops以上。在2004年6月发布的TOP500排行榜上，该机器的最好排名为第10位，是国产并行计算机在TOP500上的首次进入前十名；在2004年11月发布的排行榜中，其排名为第17名，其性能是2003年TOP100第一名性能的 1.94倍。 中国TOP100中，有26个系统的峰值达到了1TFlops，而2003年有10台；共有48个（2003年为26个）系统是机群，其中只有1个（2003年4个）系统是自己搭建的，自己搭建的大机群逐年减少。从这一点来看，机群仍然处在快速增长阶段，但尚未占据主导地位。但值得注意的是，性能比较高的系统，往往采用机群的体系结构，尤其是前10名里，有9台是机群。 中国TOP100中，TOP 10的最低性能大于1.04Tflops(2003年0.38Tflops)，其中6台由IBM制造， 两台由联想制造，一台由曙光制造，一台由上海大学和HP联合研制。 从2003年的8台国产机器占据主要位置，转变为国外机器占据主导地位。前两名仍然由国产机器保持。IBM公司在2004年成绩不俗。 中国TOP100的最低性能大于131Gflops，是2003年的第100名性能38.68Gflops 的3.39倍。Linpack效率平均为61.9%，（2003年57.9%），有较大提高。 目前中国TOP100排行榜中机器的平均Linpack性能为529.98Gflops，是2003年的2.69倍。2004年国际TOP500排行榜中机器的平均Linpack性能为2.254Tflops，平均性能首次超过2TFlops，是中国的平均性能的4.25倍，比2003年的5.38倍缩小；而国际上平均性能接近529.98Gflops的时间为2002年11月，相差2年，比2003年的2年半缩短半年。 （专家评析内容由中国软件行业协会数学软件分会独家授权使用） 第一重 青梅煮酒：排榜者论榜 Cluster更加普及 刀片技术值得关注 
采用低功耗处理器的刀片式服务器机群能较好地解决功耗和占地的问题。 中科院软件所并行计算实验室副研究员、副主任 张云泉博士 今年两次（6月和11月）HPC排行差异较大，尤其是TOP1的争夺异常激烈，这一现象说明高性能计算系统作为战略资源对一个国家的科技发展越来越重要。 美国在两年半前丢掉排行榜第一后，就对高性能计算机研究进行了反思，并针对地球模拟器制定计划，确保夺回第一。但个人感觉，这个时间比想象中的长。 不过，从有两台机器突破来看，美国的后劲还是很足的。从计划来看，2005年美国将会安装360万亿次的BlueGene/L。而日本的实力也不可忽视，如果找到足够资金，日本还有机会夺回第一的位置。 从取得突破的机器来看，则有些意外，因为蓝基因本来是IBM专门为进行蛋白质折叠研究开发的专用机器。因NEC地球模拟器的影响，才开展对其它应用的支持研究，发现效果不错，才转向通用机器发展的。 从两个排行榜的趋势看，机群更加普及的趋势明显。由于国内有一定滞后，相信未来的国内排行榜上，机群会占据更多位置。 当然，机群存在很多问题，如功耗、散热、占地、稳定性、网络性能、用户友好度等方面均有难关待突破。 不过学界正在努力解决这些问题，也有一些亮点，如今年的中国TOP10中，就有3套是刀片式机群。目前来看，采用低功耗处理器的刀片式服务器机群能较好地解决功耗和占地的问题。 第二重 豪强自述：厂商说产业 联想：深耕传统应用 拓展商用机群 
联想将开发出满足行业需求的定制化产品，而不仅仅是安装一个应用软件。 联想集团高性能服务器事业部技术总监 肖利民博士 从国内TOP100来看，联想有19套机群上榜，很荣幸继续成为国内第一大HPC供应商。这一成绩源自联想高性能“两条腿走路”的策略。 联想面对传统的科学、工程计算用户，提供深腾1800计算机群和深腾6800超级服务器。同时建立了包括软件研发、调试、优化以及IT和行业复合型人才培养的综合体系。例如在石油行业方面，联想与包括ParaDIGM、西方地球物理公司等在内的众多第三方ISV合作，基于联想HPS开展了地震资料处理、油藏模拟、数字油田方面的应用移植和专门优化。这也是大庆油田、胜利油田、涿州物探和南京物探等石油行业用户为何选择联想的重要原因。 针对商业计算领域的用户，如电子政务、企业信息化、教育城域网等行业，联想去年推出了深腾2600商用机群，今年6月还推出了深腾IA64系列服务器。在此之前，联想也在后台数据服务、高可用服务、负载均衡、搜索引擎、数据挖掘等典型商业应用方面做了相应的开发、移植和优化工作。 联想2005年将继续在行业上做深做透，将推出针对石油等行业的专用HPC；在行业应用上与第三方ISV进一步加强合作，做到系统级应用优化；开发出满足行业需求的定制化产品，而不仅仅是在机群上安装一个行业应用软件。 除了传统市场，联想看好新兴的商用HPS市场。联想将针对电子政务、企业信息化、教育网络化等应用，大力推广体现“物理集中、管理集中、应用集中”理念的深腾2600商用机群服务器。 浪潮：弹性部署下的多元化策略 
浪潮不会为了上榜而盲目上系统，将继续扎实地开拓更多的行业应用，以期赢得更多用户的认可。 浪潮北京电子信息产业有限公司技术总监 胡雷均 整体而言，浪潮高性能计算采用基于“弹性部署”理念下的多元化策略。多元化首先体现在产品路线上。从TOP100上看，浪潮有3套系统入选，都是面向传统用户的系统，如山东大学的浪潮天梭TS10000机群。但这并不是说浪潮只能提供面向传统行业的解决方案。实际上，浪潮还同时提供面向商用市场的HPS，并已得到行业用户的认可，如今年浪潮在山东地税对原有的基于小型机上的税务系统进行升级时，以天梭TS20000-DB取而代之，并进行了并行数据库应用上的优化。 多元化还体现在浪潮对合作资源的运用上。浪潮做高性能虽然时间较短，但充分利用自身的人才资源和业界资源，与上游厂商合作，在编译器性能调优、并行计算优化方面做了很多研发，并于2003年率先将InfiniBand互联技术引入到国内。 对于用户而言，浪潮的多元化更具价值。因为用户最关心的不是性能，而是应用。HPC本身固然是国家科技实力的象征，但更重要的是需要在HPC上开展的各种尖端应用。所以浪潮在发展HPC之初，便采取以应用需求为导向，以大学和科研院所为主要目标客户，并重视气象和能源行业，兼顾成熟的制造业高端用户。 2005年,浪潮不会为了上榜而盲目上系统，将继续扎实地开拓更多的行业应用，以期赢得更多用户的认可；尤其是商用HPS领域，将推出更多行业方案以实现对RISC架构上的中高端Unix系统的挑战。 曙光：HPC不仅要硬件过硬 
曙光在超大规模计算机群设计、部署、操作系统、管理及应用软件移植方面已处于全球顶尖水平。 曙光信息产业有限公司副总裁 聂华 曙光10年来没有参加过国内的HPC排名，今年也是处于市场和宣传需要，头一次参加TOP500的排名。曙光始终认为，目前以Linpack值为主的HPC评价体系虽然是业界公认的超级计算机评价体系，但由于其评价值相对宏观，故而并非适用于所有情况。 因此，对于HPC有采购需求的用户而言，这两个榜单有参照价值，但并非惟一标准。TOP500明年将采用全新的评价体系来衡量全球HPC的发展，而不再是目前单纯以Linpack值来排名，也充分证明了曙光的观点，即没有一种评价体系是万能的，而需要“随需定制”式的灵活评价体系。 曙光HPC的十年，也是中国HPC产业化的十年。11月15日，国家网格主节点曙光4000A机群在上海超算中心的正式开通，充分验证了曙光在超大规模计算机群设计、部署、操作系统、管理软件、应用软件移植、优化方面已经处于全球顶尖水平，在系统成本控制、运行能耗、硬件损耗方面曙光甚至还做到了全球领先。 最关键的是，正如上海超算中心的用户所言，他们选择曙光来做这个国家关键项目的原因，不仅是因为曙光在机群的硬件技术上过硬，而是通过10年的发展，曙光在HPC的软件上也有自己的绝活。 众所周知，HPC上的应用软件主要来自两方面，一是购买成熟的行业应用软件进行移植和优化；二是自行开发或移植基于Linux的开源软件。目前上海超算中心已拿出数千万元购买一系列行业应用软件的使用许可证，包括汽车设计、流体力学、气象预测、生物医药等，曙光则从今年4月起就派出技术人员常驻上海，配合用户做应用移植和优化。同时，中科院计算所和上海分所也成立了专门的专家组，从事应用软件研发和移植。 聚星：跨越式发展需要大合作 
如何发展超级计算产业，需要业界和学界共同发挥创造性思维。 聚星超级计算技术有限公司董事长兼总裁 李晓渝 从TOP500和TOP100的对比来看，美国在HPC的技术和产业化上遥遥领先，日本、欧洲各国与中国在核心技术掌握、应用广泛程度、总装机数量、总运算性能等方面，还无法与之抗衡。超级计算已经成为美国继核技术、航空航天技术之外的新支柱型高技术，成为国家竞争力的重要基石。 我国超级计算的应用由于机群技术的出现，开始在普及上有了进步，但目前离领先水平还相差甚远，现状不容乐观，尚须作更大的努力，才有可能逐渐将差距缩短。 机群技术是一个目前比较经济有效、实用性较强的技术，它可以帮助我们尽快地实现超级计算应用的普及和推广，因此我们应该大力推广机群和相关技术，例如刀片技术和InfiniBand技术。但另一方面，我们要正视其技术局限性和潜在的负面影响。它不可能用来解决许多Grand Challenge问题（比如每秒千万亿次），在这样的挑战下，如何发展超级计算产业，需要业界和学界共同发挥创造性思维，以期找到实现跨越式发展的捷径。 第三重 坐而论道:学者观未来 10项核心技术亟待突破 
为提高我国高性能计算机产业的核心竞争力，应加强核心技术和创新技术的研究。 中科院计算所所长、工程院院士 李国杰 中国HPC产业在国家并行计算机工程中心、国防科大、曙光公司（中科院计算所）、清华大学、联想公司、浪潮公司的共同努力下，已经形成。与国际品牌相比尚显弱小，需要新技术，提升产业技术含量和市场容量。中国的HPC制造水平已进入世界前列，并且经过近10年的努力，HPC价格已降低到大多数科研教育机构都能买得起的水平。综上所述，未来中国对高性能计算机的市场需求和应用将成爆发之势。 为提高我国高性能计算机产业的核心竞争力，应加强核心技术和创新技术的研究，包括以下10个方面：高性能通用CPU的设计；高端高性能计算机的互连网络技术；8个CPU以上的商用SMP系统的芯片组；提高大规模机群可靠性和应用可用性的技术；高性能I/O和存储技术；计算机系统内的光互连技术；应用于制造业产品设计和工程仿真的大型应用软件开发；被选择的重点行业的关键的生产性应用软件开发；解决资源共享的网格技术；使高性能计算机降低成本和易于管理的技术。 而5～10年内，HPC应用目标应该做到，大量出现国产高性能计算机的第三方应用软件，如工业仿真，银行证券，经济行为数据分析，基础研究，气象数值预报，石油勘探；在重点行业高性能计算机得到10倍于现在的广泛应用，成为不可缺少的技术工具，如石油、气象、重点制造业、科研教育行业；高性能计算机的使用和应用成为理工大学的普及教育内容，培养出10倍于现在的应用人才；高性能计算机在政府的财税、海关、经济管理等部门和银行，证券等行业的技术手段监管中起到重要作用。 专家评析 表1 中国TOP100行业领域应用表（2004.11） 
表2 中国TOP100机器制造商表（2004.11） 
制造商分析 中国TOP100中，美国制造的机器占据三分之二的市场，达到装机数量的67%，但比2004年的73%和2002年的76%连年下降，说明国产机器开始夺取更多的市场份额。 但从机器的Linpack性能来看，国产机器的性能比例为45.4%，比2003年的55.6%下降约10个百分点；与2002年的42.25%接近。而国外机器从44.4%上升到54.6%，与2002年的57.75%接近。说明国外机器顶住了国产机器的冲击，开始反击，收复失地。但上榜的国外厂商只剩下HP和IBM。 （专家评析内容由中国软件行业协会数学软件分会独家授权使用） 编辑点评 商业用户 必须重视超算排行 综合各家观点，不难发现中国HPC的应用趋势：科学计算仍占据半壁江山，但工业和商业领域的应用已呈现出爆发增长的势头，尤其是电信、工程仿真、税务和数据库应用这样的新兴应用。 而随着机群技术、Linux和开源软件的日益普及，越来越多的工商业用户日常使用到的服务器，很可能就是某台HPC的“迷你版”，从这个角度看，关注超算排行，实际上就是为商业用户服务器系统选型打前站。 |
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