全球500强超级计算机发布在即 高性能计算再成焦点

    ZDNetChina服务器站 11月5日高性能计算讯  随着每年发布一次的全球500强超级计算机排行榜即将揭晓，高性能计算（HPC）也再次成为业界的关注焦点。全球500强超级计算机排行榜始于1993年，当年首次登上榜首的是培植了1024个处理器和具备每秒600亿次浮点运算性能的Thinking Machines CM-5。目前，性能在每秒280万亿次浮点运算水平的超级计算机是IBM的蓝色基因/L。IBM的蓝色基因/L的性能相当于Thinking Machines CM-5的45000倍。现在许多厂商都准备在一年之内将自己产品的性能提升到每秒千万亿次浮点运算水平上。

    然而有一点被人们忽视，却又是非常重要的一点：高性能计算产品价格的降低吸引来了更多的用户。Tabor Research高级研究咨询师Christopher Willard表示：“在低端市场，中小企业用户是潜在的入门级产品用户。近几十年来，入门级系统一直是推动市场发展的主要动力之一。”

    造成这种市场趋势的形成还有许多原因。其一，硬件设备价格的普遍走低使那些中低端用户也可以像500强企业和国家实验室一样买得起高性能计算系统。其二，随着Linux集群逐步取代了单一的超级计算机，市场的重点也从硬件转向了软件。

    美国国家航空航天局Goddard Space Flight Center Beowulf创建的全球首个Linux集群的共同创始人，同时也是Beowulf工程CTO的Donald Becker表示：“从前我们研究如何设计硬件设备使它们协调地工作，而现在我们则转向研究如何利用现有的零部件，设计出能让硬件协调工作的软件。”

    实际上，Linux集群在高端和地段市场都发生了很大的变革。在今年六月公布的全球500强超级计算机中，Linux集群占了373席，而在十年之前仅有一个Linux集群入围。现在，用户在家里用个人电脑就可以创建一个Beowulf集群。但是这个发展趋势似乎已经走到了尽头。Willard表示：“目前集群已经快要接近最高极限了。未来性能的提升只能从用某种特殊的处理器承担主CPU部分日常运算工作来实现了。现在已经有许多厂商开始着手于这方面的研发了。”

    下面让我们看一看最近高性能计算领域的一些发展动向，厂商们都推出了哪些提升系统性能的新举措。

Cray

    位于美国西雅图的Cray公司的高性能计算系统在全球500强中占了11席，其中包括排行榜的第二、三名都是Cray公司的系统产品。美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory 、ORNL）的Jaguar系统整合了Cray的Cray XT3和XT4系统，配置有11760个AMD皓龙计算节点、46TB内存容量和高达119万亿次运算性能。橡树岭国家实验室计划在今年年底之前将该系统升级到四核平台、将内存容量翻番、并迁移到计算节点的Linux精简版上，以此来在原有的基础上将性能提升一倍。

    橡树岭国家实验室项目总监Arthur Bland表示：“Cray XT4是一个运转非常良好的系统，它为我们的多运算应用提供了顶级的性能水平，而且它的可拓展性和可升级性非常高。”

    Cray公司的XMT平台是一个大型、多线程处理系统，可以同时容纳100万左右的处理进程。Cray XT4超级计算机是一个大型并行处理系统，使用AMD的HyperTransport技术、AMD皓龙处理器和Cray的三维环状连接网络。Cray XT4超级计算机的性能可以拓展到1千万亿次运算水平。Cray X1E超级计算机则配置了一种特殊的矢量处理器。

    Cray公司总裁Pete Ungaro表示，Cray计划将在今年年底之前再推出一款高性能计算系统产品。

IBM

    目前，IBM仍然是高性能计算领域的霸主，在全球500强超级计算机的前十名中IBM就占了6希，前100名中占了46席，领先优势十分明显。美国能源部劳伦斯利物莫国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）就应用了IBM的超级计算机蓝色基因/P，这款超级计算机的运算性能达到了280万亿次。今年六月，IBM发布了蓝色基因第二代平台——蓝色基因/P，在蓝色基因/L的基础上将性能拓展到了3千万亿次运算水平。

    IBM深度计算副总裁David Turek表示：“蓝色基因/P几乎将第一代蓝色基因/L的性能提升了三倍，一举成为目前世界上运算速度最快的超级计算机，同时也是目前最节能、最节省空间的高性能计算系统。”

    与蓝色基因/L一样，蓝色基因/P也是采用IBM的Power处理器。不同之处在于蓝色基因/P是基于四核平台的。德国马普学会（Max Planck Institute）于今年九月安装了世界上第一台蓝色基因/P，但是这台超级计算机只配置了8192个处理器，所以在当时并没有在性能上刷新纪录。后来美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory，ANL）安装了一台处理器数量是之前四倍的蓝色基因/P，性能是每秒111万亿次浮点运算，仍然低于劳伦斯利物莫国家实验室配置的蓝色基因/L的性能水平。

Penguin Computing

    Penguin Computing专门向高性能计算市场的高、低端用户提供高性能计算集群、服务器和存储产品，此外它还提供Scyld集群管理软件。今年一月，Penguin Computing发布了一款专门针对低成本高性能集群的服务器产品Altus 600。Altus 600在双处理器架构下配置了两个AMD皓龙处理器和64GB的RAM。这款服务器淘汰了那些高性计算不需要的技术特性，是一款更为高效、用途广泛的服务器产品。

SGI

    SGI的高性能计算机融合了可重构专用计算（Reconfigurable Application Specific Computing，RASC）技术，该技术应用了现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）集成电路，使用户可以根据自己某种特定的算法来对系统进行定制，以达到优化计算的目的，这大大削减了处理时间。今年六月，SGI推出了它的Altix ICE平台。

    SGI公司Strategic Accounts and Program Capture 部门总监Joe Mansour表示：“随着需要管理和处理的数据量迅猛增长，企业用户面临着越来越多的计算问题。解决这个问题的一个办法就是创建大型集群，但是这种方法往往会导致不可预测、不可控制的成本、空间和能源支出。”

    SGI的Altix ICE是专门针对无线缆刀片集群的高性能计算设计的，集成了交换机和高性能互联架构。这种架构提升了操作速度和刀片密度，另一方面削减了能耗和热量输出。ICE还应用了SGI最新的水冷门设计理念。

    Mansour表示：“凭借SGI Altix ICE平台，SGI实现了绿色高性能计算，帮助用户解决了电力、冷却成本所带来的问题。”

Sun Microsystems

    Sun在Linux和Solaris系统基础上推出了基于x86或SPARC架构的机架服务器和高性能计算刀片集群。今年六月，Sun推出了性能达到每秒千万亿次运算水平的Constellation System高性能计算平台。Constellation System是该公司与美国德克萨斯大学(University of Texas)奥斯汀分校的德克萨斯高级计算中心(TACC)合作开发而成的。目前，德克萨斯高级计算中心已经开发出了500多千兆字节的Constellation system，配置123TB的RAM和1.7PB的原始存储容量，计划于今年十一月开始投入生产。