作者: 中國計算機報 郭濤
11月份先後公布的“2005年中國高性能計算性能TOP100(HPC TOP100)排行榜”以及HPC全球TOP500排行榜已經成了高性能計算領域的晴雨表，不僅全面反映了當今高性能計算領域的最新成就，而且預示著未來高性能計算的發展方向。分析兩份排行榜的數據不難發現，Linux和集群技術的日益普及將深刻地影響高性能計算產業的發展。
“雙星”閃動
Linux Networx公司總裁兼首席運營官Dean Hutchings介紹說：“全球HPC市場正以每年30%的速度快速增長。HPC市場的整體份額達75億美元，其中，一半以上來自Linux系統。”11月公布的全球TOP500排行榜也顯示，有72%的上榜產品采用了Linux系統。多年以來，超級計算機從最初的向量機到RISC SMP，再到集群系統，系統正從專有走向開放，應用也從科學計算等高精尖領域轉向大眾化的商用領域，而集群、Linux和開源軟件的普及加速了這種轉變。
再看看中國的TOP100，也會得出相同的結論。中國目前高性能計算的總性能是102Tflops，總性能突破百萬億次大關。在100個上榜的產品中，90個是集群系統(而2004年是48個)，而排名前10的系統全部都是集群。由此可見，在HPC領域，集群已經顯示出了極強的集團優勢。
談到集群、Linux將給HPC領域帶來哪些影響，Dean Hutchings表示：“在下一個10年中，雖然超級計算機不可能都變成集群，但是可以肯定的是，集群系統還會有更大幅度的增長。對於集群系統來說，迫切需要解決的問題是如何管理，並使系統便於擴展，而采用標准化的技術和產品是一個潮流。”
三位一體
Linux Networx公司是專注於Linux集群系統研發的廠商。在最新一期的全球TOP500排行榜中，Linux Networx有16套集群系統上榜，成為IBM、HP之後第二陣營中的佼佼者。從以前的主打產品Evolocity集群，到最新發布的集群產品LS系列，Linux Networx公司認為，一套超級計算機應該是計算系統、存儲系統與可視化三位一體的系統。
具體來說，計算系統的努力方向是不斷提升計算性能。通過優化系統架構，采用多個節點和CPU，並對應用軟件進行優化等方法，就可以解決。對於一般的HPC廠商來說，提高計算性能是最基本的能力，並不存在太大的障礙。但對於配套的存儲方案來說，大多數HPC廠商還是采取與相關廠商合作的方式，而不是針對高性能計算系統提供標准化的存儲解決方案。解決存儲問題的關鍵是，保障高性能計算系統常用的並行文件系統的性能和可靠性。可視化對於商業用戶來說將是一大福音。以前，在石油勘探或航空航天等領域，采用超級計算機完成一項計算任務後，得到的龐大而復雜的數據只有少數專業人員才看得懂，而采用可視化技術後，計算結果就是一幅幅色彩斑斓的動畫，所有數據都用直觀的方式體現出來，即使是普通技術人員也可以一目了然。
Dean Hutchings表示：“我們的目標是將計算、存儲與可視化集成在一起，為用戶提供標准化的解決方案。2006年，我們將在存儲和可視化方面實現突破。”
眾矢之的
以前，一提到高性能計算，人們首先想到的就是科學計算、龐大而笨重的機器、高昂的投入……如今，高性能計算已經深入到商用領域，政府、教育、石油勘探，甚至網游都可見集群系統的身影。
從中國TOP100來看，2005年，高性能計算的應用領域越來越寬，主要分布在科學計算、電信、能源、金融、政府、教育等行業，其中用於石油勘探的系統就有29套。結合近兩年的數據，HPC在電信、稅務等領域的增長超過了200%。
談到商用市場的競爭，Dean Hutchings表示：“這是一個競爭激烈的市場。以前，人們更多的關注系統的計算能力，現在，用戶更關注系統的優化、穩定性以及利用率，高性價比是優先考慮的問題。對於用戶中存在的HPC系統利用率低的問題，一方面原因是系統整體設計的問題，另一方面是HPC與應用軟件的配合問題。”
伴隨LS系列集群產品的推出，Linux Networx公司開始向市場提供標准化、通用的超級計算機產品，而商用市場是一個主要的產品市場。Dean Hutchings介紹說：“多采用定制化產品的高端市場與商用市場都在成長。4年前，Linux Networx的產品有90%集中在高端，商用市場的收入只占5%，如今，定制化的產品只占65%，而商用市場的產品增長到35%。我們將高端的Evolocity集群產品的技術下移，采用標准化技術，針對中高端市場推出了LS系列產品。”
變數
談到未來HPC技術的發展趨勢，Dean Hutchings表示：“HPC的發展趨勢主要體現在以下3個方面：第一，集群系統的應用將更加廣泛；第二，體系結構還會變化，比如雙核甚至多核CPU的應用，並行計算模型的應用；第三，集群系統的節能問題會凸現出來，比如冷卻系統的設計，以及智能化的能源管理都是要面對的新課題。”
2004年，記者第一次采訪Dean Hutchings時，他認為對於中國市場來說，16～64顆CPU的集群系統是應用的主流。時隔一年，Dean Hutchings表示，HPC市場在擴大，用戶的需求也在增長，雖然中端市場仍是增長比較快的市場，但從CPU的數量來看，由於雙核CPU的應用，128個，甚至256個CPU的系統也將受到用戶的青睐。Linux Networx公司將根據用戶的需求，提供與其應用相適合的CPU。“HPC系統采用雙核或多核CPU是一個趨勢。” Dean Hutchings認為，“由於不同的應用軟件在配置不同品牌CPU的系統中，運行效率不同。因此，從某種角度講，軟件決定了CPU的選擇。”
過去，HPC領域一直采用Linpack評價體系。Linpack指標反映的是CPU的計算能力，雖然結果一目了解，但是畢竟不太全面。如今，用戶在采購HPC系統時，除了關注計算能力以外，對於系統的優化、性價比也同樣關注。正因為如此，由美日兩國HPC人員參與制定的HPC Chanllenge Benchmark評價標准引起了人們的關注。業界的一種普通觀點認為，HPC Chanllenge Benchmark評價標准是對Linpack指標的補充，是從更多角度對高性能計算機的性能進行評測，除了計算能力外，內存訪問、網絡傳輸等也被納入了評價體系。Dean Hutchings認為：“以前的Linpack評價體系指標單一，簡單明了，用戶容易接受，而HPC Chanllenge Benchmark評價標准可以更全面地反映一個系統的情況。不過，對於用戶來說，關鍵是能用HPC做多少有用功。”
11月，從美國西雅圖舉行的超級計算機博覽會上傳來消息，微軟有意進軍HPC領域。從桌面系統到網絡存儲，再到如今的HPC，微軟的版圖仍在擴大。微軟希望為超級計算機提供一套完整的Windows平台，幫助用戶更快地安裝和運行超級計算機。在Linux日漸成為主導的HPC領域，Windows平台到底能有多大作為？Dean Hutchings表示：“微軟一直以來都在為大眾服務，它進入HPC領域，有可能在低端市場上掀起波瀾。不過，HPC畢竟不是PC，不可能像PC一樣銷售量以百萬台計。HPC的主要市場還是在中高端。”
LS/X
LS/X結構
寫在後面
服務中國
去年的這個時候，Linux Networx公司攜Evolocity集群產品正式進入中國市場。當時，Linux Networx公司總裁兼首席運營官Dean Hutchings就表示：“占有中國高性能計算市場20%的份額是公司的長遠目標。”一年時間過去了，以CAE(計算機輔助工程分析)應用領域為突破口，Evolocity集群產品已經進入了中國的制造、教育和政府等領域，並在科學計算、電子政務等方面開了個好頭。2005年12月1日，Linux Networx又在中國市場推出了新一代的Linux集群產品LS系列。Dean Hutchings仍舊雄心勃勃：“去年，我們獲得了4000萬美元的風險投資，將全部用於開拓美國以外的海外市場。2006年，我們預計總收入的10%將來自於亞洲市場，特別是中國和日本市場。”
目前，Linux Networx向中國市場提供的產品，價格從5萬美元到200萬美元都有，中小型的集群產品將是主打。最新發布的LS-1集群產品就定位在中端，采用了全新的模塊化設計理念，可與流動動力學、碰撞分析、工程設計、3D圖形顯示等第三方軟件實現完美結合，系統最大可擴展到128個節點。可以預測，更高性價比的LS-1集群產品將成為2006年Linux Networx在中國力推的產品。
今年6月，Linux Networx公司任命了新的CEO，這也加速了公司市場定位的轉型。Dean Hutchings表示：“公司正從一個產品制造商向服務提供商轉變。從產品的角度看，公司也從單純地為用戶提供大型的定制化的Linux集群系統轉變為提供通用、標准化的集群產品。這種變化不是一種革命，而是一種進化，是為了滿足用戶的多種需求。”2006年，Linux Networx將重拳出擊商用市場，航空航天、汽車制造、石油及天然氣、政府是公司在中國市場重點投入的領域。明年初，Linux Networx會在北京、西安等地設立辦事機構，開始本地化的服務。