作為IT行業(yè)的“明珠”，極“硬核”的高性能計算不如云計算、AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)備受關(guān)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(yè)，成為推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。在近日舉辦的2022全國高性能計算學術(shù)年會（CCF HPC China 2022）上，我們可以看到，華為等企業(yè)除了提供綜合化技術(shù)支撐外，正在通過生態(tài)共建的方式推動HPC發(fā)展，以促進產(chǎn)業(yè)共同繁榮，把握新機遇。
01 HPC發(fā)展已進入新階段
一方面，環(huán)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(lǐng)域，都更加迫切地需要HPC，也提出了更高的要求。另一方面，發(fā)展HPC所需要的各項條件在中國計算機學會、高校、企業(yè)等產(chǎn)學研單位的推動下持續(xù)累積，并形成正循環(huán)。
從華為發(fā)表的《共筑算力新生態(tài) 賦能數(shù)字新未來》主題演講中，可以看到其中幾個具體的發(fā)展方向。
向更高效率、多樣性的計算架構(gòu)演進，例如，當前ARM指令集兼容的HPC，如鯤鵬HPC生態(tài)已完備，已成為氣象行業(yè)主要選擇之一，超融合以太網(wǎng)絡(luò)面向AI訓練場景量身打造NSLB網(wǎng)絡(luò)級負載均衡，釋放AI算力。
強大的、跨區(qū)域的算力網(wǎng)絡(luò)正在形成，如今各地數(shù)據(jù)中心、計算中心的新基建如火如荼，并且逐漸連成網(wǎng)絡(luò)。
更加注重軟件技術(shù)及生態(tài)構(gòu)建，目前以openEuler操作系統(tǒng)等為代表的基礎(chǔ)軟件生態(tài)正在快速發(fā)展。
更加需要產(chǎn)業(yè)力量來實現(xiàn)價值閉環(huán)，以武漢高性能計算聯(lián)盟、全球計算聯(lián)盟為代表的產(chǎn)業(yè)組織，應用聯(lián)合創(chuàng)新、學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界課題合作等一直在推進。
HPC發(fā)展正在進入新階段，新時代的集結(jié)號已經(jīng)吹響。
02 技術(shù)創(chuàng)新打造底層源動力，共建生態(tài)推動產(chǎn)業(yè)新發(fā)展
有底層技術(shù)，有伙伴的共同努力，才有HPC在產(chǎn)業(yè)的持續(xù)繁榮。
華為在主題演講中提出了三位一體的HPC發(fā)展戰(zhàn)略，也即筑牢底座、共建生態(tài)、繁榮產(chǎn)業(yè)。
首先，要構(gòu)筑未來數(shù)字化應用的堅實HPC算力底座。
相對于其他任何技術(shù)領(lǐng)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(chǔ)軟件、應用優(yōu)化等層次能力，全面囊括了HPC的各項要素需求。
在最基礎(chǔ)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(tǒng)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(tǒng)能效比。
針對數(shù)據(jù)密集型高性能計算存儲需求，打造HPDA解決方案，支持大規(guī)模并發(fā)、實時分析、跨地域/跨集群數(shù)據(jù)共享與流動。方案核心組成——數(shù)據(jù)加速引擎DataTurbo能聯(lián)接應用與存儲，提升50% HPDA數(shù)據(jù)處理效率，使數(shù)據(jù)調(diào)度效率提升3倍。
在網(wǎng)絡(luò)方面，華為推出超融合以太技術(shù)，實現(xiàn)計算、存儲、業(yè)務三網(wǎng)融合，根據(jù)業(yè)務進行動態(tài)調(diào)度和差異化保障，實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)均衡技術(shù)，實現(xiàn)AI訓練場景下整網(wǎng)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(shù)使得業(yè)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(gòu)建了完整的高性能計算基礎(chǔ)軟件棧，不僅包含了openEuler操作系統(tǒng)、畢昇編譯器、鯤鵬數(shù)學庫及Hyper MPI通信庫等一系列基礎(chǔ)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(fā)者的Devkit鯤鵬開發(fā)套件。
面對應用側(cè)需求，華為投入了大量的領(lǐng)域?qū)＜液陀脩暨M行對接，更加關(guān)注直接影響應用性能的實際技術(shù)指標和計算中心的有效算力，通過全棧設(shè)計與優(yōu)化，打造HPC最優(yōu)應用性能。
再有，是匯聚生態(tài)的力量。高性能計算技術(shù)尖深和復雜，意味著構(gòu)建新生態(tài)是一次極限探索。牢固底座只是第一步，構(gòu)建應用軟件生態(tài)更為關(guān)鍵，而這必須依靠產(chǎn)業(yè)伙伴的共同努力。
華為通過開源的模式，豐富和完善基礎(chǔ)軟件體系。一方面主動開源自身產(chǎn)品能力，涵蓋歐拉操作系統(tǒng)、畢昇編譯器、鯤鵬數(shù)學庫等HPC基礎(chǔ)軟件，另一方面持續(xù)貢獻HPC開源社區(qū)，共同建設(shè)ARM CI（持續(xù)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(xù)投入，華為HPC已在氣象環(huán)境、生命科學、制造仿真等關(guān)鍵行業(yè)實現(xiàn)廣泛應用，支持80%核心場景。
人才是引領(lǐng)生態(tài)發(fā)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(chuàng)新使能計劃等，賦能產(chǎn)業(yè)伙伴。同時把相關(guān)的知識和經(jīng)驗，整合為培訓課程，編撰成高校教材，培養(yǎng)專業(yè)人才，不斷發(fā)展和完善HPC的技術(shù)生態(tài)，構(gòu)筑HPC人才根基。
03 產(chǎn)業(yè)共繁榮，開創(chuàng)數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展新未來
本次2022全國高性能計算學術(shù)年會上，華為也分享了其HPC產(chǎn)業(yè)建設(shè)的進展和思考，其中包括積極參與GCC開放標準聯(lián)盟、武漢高性能計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等產(chǎn)業(yè)組織和平臺的建設(shè)，形成生態(tài)合力，加速高性能計算的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展；通過設(shè)立高性能計算青年創(chuàng)新基金、向業(yè)界發(fā)布產(chǎn)業(yè)課題等方式，攜手產(chǎn)業(yè)伙伴共同探索和突破產(chǎn)業(yè)難題，呼吁加速與學術(shù)界的融合，促進科研成果產(chǎn)業(yè)落地；聯(lián)合CCF以及其他產(chǎn)業(yè)伙伴共同合作發(fā)布產(chǎn)業(yè)白皮書，旨在形成對于HPC技術(shù)和生態(tài)的共識，助力共同繁榮高性能計算產(chǎn)業(yè)。
可預見的是，隨著算力底座的持續(xù)夯實、算力生態(tài)的穩(wěn)步發(fā)展、產(chǎn)業(yè)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(shù)字化新未來。
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