解析高性能计算 英特尔顾凡专访实录

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问：给人感觉高性能计算主要集中在高端行业，与其他大多数企业其实并没有什么关系。英特尔是如何看待高性能计算这个市场呢？

答：其实谈到高端行业，如果我们把高端定义为集群的大小、集群的大比较高端的话，我们来看这个市场，其实很简单，这个市场是一个金字塔形状的。那么它集群的大小分为64集群以下的、64到500的集群以及500集群以上的。从这个市场来看，整个高性能计算市场实际上一定是金字塔基部是最大的。换句话说，并不是高端市场是市场份额最大的，而恰恰是中低端市场构成这个市场最大的基石，也是这个市场未来成长的一个基点。但是如果我们经常理解高端，有时候我们认为，在科学计算领域，经常搞科研这个叫高端。那如果从这个角度来理解高端呢，实际上可以这么来讲，今天我们非常明显看到高性能计算在从学校走出来，在从科学院校走出来，在从科学院所走出来，走出到哪儿呢？走到行业里面去。原因在于呢，经常我们在做这样的流行词汇，从“high-performance”走到“high-prdoctive”，原因就是从高性能走向高产出。那么换句话说，今天的石油石化行业、医疗行业、金融行业、气象行业等等这些，都是可以为我们生活带来益处的。比如气象给我们每个人的健康、给我们每个人的安全都有个直接的影响。所以这就是今天这个高性能计算并不是在高端，而是从这个科研走向商用。这个所谓的大家理解的很高端，实际上在普及。

问：作为一家全球领先的处理器厂商，英特尔与高性能的关系怎么样？英特尔与现在高性能市场的地位是怎么样的？

答：实际上从英特尔的角度来说，首先大家所熟悉的英特尔是英特尔在卖处理器以及在卖一些芯片组。但是高性能计算远远不只于此对吗？那么对于高性能计算是一个非常复杂的生态系统，那么对于最终用户来讲，他们需要用到的是一整套的现成解决方案。那么英特尔最终需要满足客户需求呢，英特尔在高性能计算这个生态系统中，需要做很多工作。举几个例子。一般来说，在高性能计算市场中，我们讲中低端市场需要的是更高能效、更加性能、价格比更好的处理器，那也就是所谓的标准处理器。那么在金字塔尖上需要的可能是一些价格非常特殊的、满足金字塔尖上百万亿次甚至千万亿次的特殊处理器。从处理器角度，英特尔实际上有不同的关注，也就是我们既做标准处理器，也做为金字塔尖上这块特殊处理器的产品线。除此之外，在芯片组和系统角度，任何用户都有它的特质，那么你是否考虑为这些特质做个优化。所以在高性能计算里，英特尔在芯片组也好，在服务器的系统也好，都会针对高性能计算做一些专门的服务器系统的优化，从密度的角度，从适用的角度。那么除此之外，英特尔在软件（高性能计算所搭配的软件）帮助客户把多核的潜力发挥出来。以及我们有一个非常专业的软件团队，帮助客户把更多的人教会去应用这个软件，把多核能力发挥出来。实际上，所有这些无论是系统、无论是软件、无论是芯片，包括英特尔还在产业联盟方面做一些工作，也就是我们要让高性能计算走向普及化，必须要应用。一采购、一使用、一管理，那么我们也在促成这样一个硬件、软件的产业联盟形成。所以等等这些，英特尔的目的是，第一高性能计算一定要走向普及化；第二（一定会有些）在某个时间点，一定会出现一些突破性的技术，帮我们在高端进行一个突破，让人类的发明也好，为人类的生活造福也好，都有一个突破。

问：在6月下旬公布的HPC的TOP500排行榜中，英特尔架构系统进一步提升，这说明了什么？

答：很好。其实在top500中，今天我们也看到，对比去年，实际上去年英特尔的成长也非常快，那么在今年的top500中，英特尔占了357个席位。那么从这个角度来说，占了整个市场的75%，很显然，英特尔在top500中拥有一个绝对的领导者地位。那么我们如何来看这个top500呢？实际上top500给我们的是一个在全球中高端系统里的一个趋势、一个分析是吗？那么实际上，我个人来看呢，英特尔能在这个里面占到这么大的一个份额，其实很正常。原因在于，最重要的一点就是，在今天的高性能计算市场中，集群架构采用的越来越广泛，而集群架构中非常讲的是一个大规模的扩展性及一个高能效。那么也可以看到，今年的top500中首次引进一个能效的概念。而之所以英特尔的份额会这么大，很大原因是45纳米的产品。45纳米5400产品给了客户一个非常好的高能效的选择，所以你也可以看到在top500中有非常多的客户选择了5400，因为我们看到的东西非常多，也可以和大家分享几个有趣的数字，除了我们占375个名额之外，你也可以看到top500首次引入能效的概念，而在500套系统中，能效比、功耗比排在前三位的都是英特尔产品，而且恰恰都是45纳米5400，这正说明45纳米5400给客户提供高能效的一个有利的证明。那么你再去看刚才我们讲到的从科学计算走向商业高性能计算，那么top500中也能反映出来，在top500中实际上有280个都是在做商业应用，无论是服务于石油、金融、医疗等等，而在这些商用系统中超过95%都是英特尔。所以换句话说，英特尔也是在商业系统中大家优先考虑为HPC提供解决方案的。那么最后在中国，中国实际上还是任重道远，中国今年在top500中只有12位，那么当然这12位实际上都是由英特尔来帮助的。

问：千万亿次超级计算器已经出来了，但是人们会有争议，关注高性能计算到底是能力还是其他哪些方面，也就是说人们到底应该关注哪些方面？另外英特尔和社会、和自己的合作伙伴推出的千万亿次高性能计算怎么样呢？

答：千万亿次是一个非常热的话题，因为其实从每个人特点来说，每个人都会关注新鲜事物，也会关注一些有突破性的事物。千万亿次突破了一件事情，突破了今天的Linpack记录，但是并没有突破应用这个范围。换句话说，我们认可千万亿次这个是一件很好的事情，因为至少有人打破了标杆的记录，但是不要忘了这个记录反应的是一个benchmark，是个性能测试指标，叫做Linpack，但是Linpack永远无法代替的是客户的应用，所以换句换说，千万亿次我认为客户更应该关注的是千万亿次这个系统到底帮助客户解决了一些什么样的问题，有没有一些成熟的编程模式突破了编程方法，把千万亿次系统完全利用起来，来帮助客户解决一个问题，这才是价值所在。如果只是做一个性能benchamark做一套系统，其实意义并不大。所以换句话说，我建议我们的客户关注千万亿次的时候，除了关注数字之外，其实实际上要关注几件事情。第一个千万亿次的系统架构方面有没有所突破，也就是互联架构方面有没有所突破，有没有一些新的技术出现。第二个，千万亿次系统的编程模式和软件工具是否非常的好用、非常的便于使用，有没有可能未来去推广。也就是换句话说，今天我们有个千万亿次，未来我们有没有可能有更多的千万亿次用户，去帮助他们解决医学气象各方面的问题。所以我关注的是编程模式也好，实际上最重要的我认为是编程模式有没有所突破、有没有应用，真正把它用起来。

问：那英特尔和合作伙伴会推出吗？

答：这个可能我不太方便讲一个准确的时间。但是今天大家可以看到，千万亿次已经不是一个什么太大的课题需要我们去克服。而原因呢，其实大家也可以看到在今天市场中，有非常多的合作伙伴跟英特尔一起再做今天的千万亿次也好，或者几个千万亿次级别的机器也好，比如说你看到的英特尔和克雷最近的一个签约，包括英特尔与NASA最近也签约，实际上大家现在第一个是因为这些人相信英特尔今天和未来产品蓝图足够强大跟他们一起为客户建造千万亿次级计算机。第二个是决不仅限于千万亿次，而是若干个千万亿次，也就是大家所研发的方向早就超出了千万亿次这个范畴。比如拿NASA来讲，NASA很简单，在09年和英特尔推出若干个petaflop的机器，也就是几个千万亿次级别的机器。那么在未来NASA实际上计划在2012年实现10个petaflop，所以不是个门槛，而更多的，从我们这个角度更愿意看到的是，不是你先到petaflop，而是说当我拿到petaflop带给世人的时候，我带给大家一些非常有突破性的技术、非常兼容的变通模式以及有生命力的可以突破。

问：有些厂商现在推HPC的小型化，您觉得这种趋势原因是什么，还有它会面临哪些挑战？

答：这个问题其实问的非常好，因为其实我们也关注很久。首先我个人认为包括跟很多的合作伙伴，跟一些调研机构也做了一些调查。那么从现在看到的结果来看，不管是国外还是国内都有这个趋势，就是我们所讲的HPC已经从科研走向商用，那么其中很重要的一块是HPC走向中低端，换句话说HPC必然走向国际化。因为今天计算机所起的一个作用就是成为人们的一个工具，这个工具只要能够帮助提高生产力，只要能够简单好使，你又可以支付的起，你为什么不用它去提高你的生产力呢？换句话说，中国现在也在提一个口号，我们要成制造大国，一个创造性大国。当你去创造的时候，你必然需要工具来帮助你来创造，来加速你创造的效率对吗？那HPC就是其中非常有效的一个工具。所以我个人是非常同意HPC一定要走向普及化，这个金字塔的基石会越来越大。每年我们估计至少20%的一个成长。这块的确是要面临挑战，并不是说这个很快就做起来，然后马上就普及开，不是。因为任何一个技术要普及呢，必然要存在一些挑战，最大的挑战在哪儿呢？这个技术必须要简单、好使。而在HPC领域你无法回避的一个问题就是最重要的就是并行算法的推广。也就是换句话说，我们希望我们的学生、我们的老师能够想到并行的编程是帮助未来解决一些问题的关键方法。也就是换句话说，如果我们在学习的时候，去学习这些并行的算法，并行编程的模式，你就会在未来，在高性能计算领域，永远会想到高性能计算是我的一个非常简单应用的工具。所以在我看来挑战有两个，一个是如何让更多的人接受并行编程的模式、并行的算法，另外一个就是如何造出客户化这样一些的系统，非常简单易使。也就是你是一个客户你并不需要去考虑如何构造一个非常复杂的HPC、如何采购一个HPC、如何管理一个HPC。你只要把你所有的精力放在你的专业上面。所以解决系统的易用性以及软件来历的编程的普及化是两个最大的挑战。

问：通常认为，运算能力的快速增长与HPC的本身小型化，这应该是个相互促进的过程，在千万亿次后，哪个方面会增长的更快些，如果HPC小型化会高速增长，而运算能力会反而降低呢？哪个会增长更快？

答：其实首先来说，如果把这个问题简单化，简单来说高性能计算未来市场的增长动力来源于哪儿？动力必然来源于小型化、普及化，准确的说是普及化。这个高性能计算市场的原动力100%会来源于普及化。因为普及化的力量是你想象不到的，你可以做一些发散性的思维。在今天的高校中，虽然它部署了很多高性能计算的小型系统，但是有没有想过，假设你是一个面临毕业的博士生，你需要完成一个课题，而这个课题中正需要一个计算系统帮助你去论证你的论点，也许论证你这个论点就需要计算很多天的时间，今天你是在哪里HPC做，未来当一切工具变得简单易用，你买得起而且简单易用，你会非常容易的完成你这个意愿，而类似这种意愿的客户，九十他想用HPC，但是今天有一些阻碍，让他没有使用到，如果你帮助他把这种阻碍拿掉，他一定会敞开心扉，让HPC走向普及化，这个市场太大了。那么另外一个意思，就是中国的制造企业正面临着100%只是制造走向创造。要做创造必须要工具。而HPC就是在制造业中创造的一个非常重要的工具。而你有没有能力让这种工具变得简单而且便宜，让他们提高他们的工作生产能力，那干嘛不去提高生产力呢？所以换句话说，这块就是动力。而高端不会成为市场大小的增长动力，高端最大意义在于帮助人类克服下一个困难。换句话说，高端的技术永远往下走。今天你看到的高端技术，就会在未来五到六年使用在中端、使用在低端。而今天你在低端使用到的技术就是过去若干年的高端技术。所以换句话说，高端市场肩负的是克服平静，让高性能计算帮助人类在科研方面取得下一个突破，它更多肩负的是突破、创新这样一种使命。它不用考虑，短期内它不会把重点放在如何最大化，如何最优成本化，它最大解决的问题是创新以及突破。