以生態共建促產業發展,點亮HPC新未來

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作為IT行業的“明珠”,極“硬核”的高性能計算不如云計算、AI、物聯網技術備受關注。但不可忽視的是,近年來,高性能計算正在從高精尖科研加速邁向千行百業,成為推動數字經濟發展的新引擎。在近日舉辦的2022全國高性能計算學術年會(CCF HPC China 2022)上,我們可以看到,華為等企業除了提供綜合化技術支撐外,正在通過生態共建的方式推動HPC發展,以促進產業共同繁榮,把握新機遇。01HPC發展已進入新階段一方面,環境科學、生命科學、材料科學、能源、制造……所有追求快、多、準計算的領域,都更加迫切地需要HPC,也提出了更高的要求。另一方面,發展HPC所需要的各項條件在中國計算機學會、高校、企業等產學研單位的推動下持續累積,并形成正循環。從華為發表的《共筑算力新生態 賦能數字新未來》主題演講中,可以看到其中幾個具體的發展方向。向更高效率、多樣性的計算架構演進,例如,當前ARM指令集兼容的HPC,如鯤鵬HPC生態已完備,已成為氣象行業主要選擇之一,超融合以太網絡面向AI訓練場景量身打造NSLB網絡級負載均衡,釋放AI算力。強大的、跨區域的算力網絡正在形成,如今各地數據中心、計算中心的新基建如火如荼,并且逐漸連成網絡。更加注重軟件技術及生態構建,目前以openEuler操作系統等為代表的基礎軟件生態正在快速發展。更加需要產業力量來實現價值閉環,以武漢高性能計算聯盟、全球計算聯盟為代表的產業組織,應用聯合創新、學術界和產業界課題合作等一直在推進。HPC發展正在進入新階段,新時代的集結號已經吹響。02技術創新打造底層源動力,共建生態推動產業新發展有底層技術,有伙伴的共同努力,才有HPC在產業的持續繁榮。華為在主題演講中提出了三位一體的HPC發展戰略,也即筑牢底座、共建生態、繁榮產業。首先,要構筑未來數字化應用的堅實HPC算力底座。相對于其他任何技術領域,HPC都要更考驗綜合化的力量。這方面,華為基于鯤鵬全棧打造的高性能計算解決方案,涵蓋硬件使能、基礎軟件、應用優化等層次能力,全面囊括了HPC的各項要素需求。在最基礎的硬件層,面向多樣性計算趨勢,方案提供全場景液冷整機柜硬件平臺天成集群硬件,功率密度相比傳統風冷機架提升了8倍,PUE小于1.15,充分釋放集群硬件性能,也兼顧系統能效比。針對數據密集型高性能計算存儲需求,打造HPDA解決方案,支持大規模并發、實時分析、跨地域/跨集群數據共享與流動。方案核心組成——數據加速引擎DataTurbo能聯接應用與存儲,提升50% HPDA數據處理效率,使數據調度效率提升3倍。在網絡方面,華為推出超融合以太技術,實現計算、存儲、業務三網融合,根據業務進行動態調度和差異化保障,實現算力有效釋放。還面向AI訓練場景量身打造超融合以太NSLB網絡均衡技術,實現AI訓練場景下整網流量100%的均衡度和AI訓練性能提升,更有DPFF故障無感自愈技術使得業務層面對故障無感知,提升高性能計算和存儲的計算效率。在軟件方面,華為構建了完整的高性能計算基礎軟件棧,不僅包含了openEuler操作系統、畢昇編譯器、鯤鵬數學庫及Hyper MPI通信庫等一系列基礎軟件,同時還包含了面向管理員的多瑙集群管理套件以及面向開發者的Devkit鯤鵬開發套件。面對應用側需求,華為投入了大量的領域專家和用戶進行對接,更加關注直接影響應用性能的實際技術指標和計算中心的有效算力,通過全棧設計與優化,打造HPC最優應用性能。再有,是匯聚生態的力量。高性能計算技術尖深和復雜,意味著構建新生態是一次極限探索。牢固底座只是第一步,構建應用軟件生態更為關鍵,而這必須依靠產業伙伴的共同努力。華為通過開源的模式,豐富和完善基礎軟件體系。一方面主動開源自身產品能力,涵蓋歐拉操作系統、畢昇編譯器、鯤鵬數學庫等HPC基礎軟件,另一方面持續貢獻HPC開源社區,共同建設ARM CI(持續集成)平臺,使能開源軟件源頭支持多樣性算力。得益于對開源的持續投入,華為HPC已在氣象環境、生命科學、制造仿真等關鍵行業實現廣泛應用,支持80%核心場景。人才是引領生態發展的核心力量之一,華為推出多項計劃,包括鯤鵬展翅伙伴計劃、鯤鵬眾智計劃、鯤鵬科研創新使能計劃等,賦能產業伙伴。同時把相關的知識和經驗,整合為培訓課程,編撰成高校教材,培養專業人才,不斷發展和完善HPC的技術生態,構筑HPC人才根基。03產業共繁榮,開創數字經濟發展新未來本次2022全國高性能計算學術年會上,華為也分享了其HPC產業建設的進展和思考,其中包括積極參與GCC開放標準聯盟、武漢高性能計算產業聯盟等產業組織和平臺的建設,形成生態合力,加速高性能計算的產業鏈構建和產業全球化發展;通過設立高性能計算青年創新基金、向業界發布產業課題等方式,攜手產業伙伴共同探索和突破產業難題,呼吁加速與學術界的融合,促進科研成果產業落地;聯合CCF以及其他產業伙伴共同合作發布產業白皮書,旨在形成對于HPC技術和生態的共識,助力共同繁榮高性能計算產業??深A見的是,隨著算力底座的持續夯實、算力生態的穩步發展、產業力量的不斷匯聚,高性能計算這顆“明珠”將閃亮出更璀璨的光芒,點亮數字化新未來。
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