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聯(lián)想與英特爾攜手點(diǎn)亮數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速度 打造高性能計(jì)算

腦極體 ? 來源:腦極體 ? 作者:腦極體 ? 2021-10-08 10:13 ? 次閱讀
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提到大數(shù)據(jù)、算力,普通人都不陌生,現(xiàn)在誰手機(jī)里還沒點(diǎn)AI計(jì)算能力了,但說起高性能計(jì)算HPC,聽起來就有些遙遠(yuǎn)了。

高性能計(jì)算的原理,是將計(jì)算機(jī)和服務(wù)器聚合在一起,通過集群式并行工作提高處理速度,因?yàn)橛?jì)算能力強(qiáng)大,可以幫助人類探索科學(xué)、工程和商業(yè)領(lǐng)域的一些世界最大計(jì)算問題的答案。

舉個(gè)例子,DNA測序需要比對成千上萬個(gè)堿基對,天氣預(yù)報(bào)需要融合幾十個(gè)維度的數(shù)據(jù),石油天然氣勘探需要進(jìn)行空間分析和建模,對于任何單一計(jì)算機(jī)來說都負(fù)荷太大了,有了高性能計(jì)算,就可以應(yīng)對這些大型復(fù)雜的任務(wù)挑戰(zhàn)。

所以近些年,高性能計(jì)算越來越成為衡量企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)乃至一個(gè)國家高科技水平的重要標(biāo)志。根據(jù)Hyperion研究,到2022年,全球高性能計(jì)算HPC市場預(yù)計(jì)將達(dá)到440億美元。

高性能計(jì)算逐漸為更多行業(yè)所青睞,而作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底座,發(fā)展中國高性能計(jì)算產(chǎn)業(yè)的呼聲也越來越高,一些先知先覺的計(jì)算企業(yè)開始著手布局中國高性能計(jì)算產(chǎn)業(yè)。

比如聯(lián)想,2001年起進(jìn)軍高性能服務(wù)器領(lǐng)域,是最早針對高等院校和科研院所進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與市場拓展的廠商,在高性能計(jì)算領(lǐng)域積累了大量成果。在國際組織“TOP500”公布的最新全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500榜單中,聯(lián)想制造的高性能計(jì)算機(jī)占據(jù)184臺,以36.8%的總體份額,連續(xù)第七次名列全球高性能計(jì)算提供商份額第一名。在前不久的第七屆聯(lián)想創(chuàng)新科技大會(Lenovo Tech World 2021)上,聯(lián)想基礎(chǔ)設(shè)施方案業(yè)務(wù)集團(tuán)(ISG)發(fā)布了最新的《聯(lián)想高性能計(jì)算解決方案白皮書》,為高性能計(jì)算進(jìn)一步走進(jìn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,畫下了完整的路線圖。比如聯(lián)想的戰(zhàn)略合作伙伴英特爾,從算力角度來講,面向多元化架構(gòu)快速發(fā)展,通過異構(gòu)的方式來去解決用戶不同算力上的需求,支持更多的工作負(fù)載,更豐富的場景,滿足更多的用戶需求,迎來更大的市場。

高性能計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀如何?行業(yè)應(yīng)用有哪些具體指標(biāo)?讓我們從白皮書中來窺視中國高性能計(jì)算的路線圖,你可能會發(fā)現(xiàn),聯(lián)想的進(jìn)擊也是中國計(jì)算產(chǎn)業(yè)的進(jìn)擊,是一場與我們每個(gè)人日常生活息息相關(guān)的技術(shù)躍遷。

大國重器:高性能計(jì)算的啟航

“舊時(shí)王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”,這句話用來形容高性能計(jì)算近些年來的變化,倒也貼切。以往高性能計(jì)算主要應(yīng)用在科研領(lǐng)域,用來模擬一些復(fù)雜的物理現(xiàn)象,比如天氣、流體動(dòng)力、分子相互作用、天體計(jì)算等等,聽起來神秘又陌生。

現(xiàn)在,高性能計(jì)算也開始廣泛應(yīng)用于工業(yè),比如用于設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、模擬測試方案,減少新產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間;用于媒體和娛樂,渲染讓觀眾身臨其境的特效,支持全球大型體育賽事的直播活動(dòng);還可以與AI機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合,用于檢測信用卡欺詐,訓(xùn)練自動(dòng)駕駛汽車,進(jìn)行糖尿病、癌癥等疾病的診斷篩查。是不是立馬就覺得親切起來了?

隨著物聯(lián)網(wǎng)IoT)、人工智能(AI)和三維成像等技術(shù)的發(fā)展,許多企業(yè)和組織需要處理的數(shù)據(jù)規(guī)模都在呈指數(shù)級增長,高性能計(jì)算未來還有更大的增長空間,是當(dāng)之無愧的大國重器。

而一個(gè)優(yōu)秀的HPC集群,往往需要以下幾個(gè)特征:

1.領(lǐng)先性能,需要基于最新的處理器、存儲和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),滿足業(yè)務(wù)所需的容量和性能要求;

2.建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。高性能計(jì)算的服務(wù)提供商應(yīng)該具備為各種行業(yè)客戶提供HPC負(fù)載的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從而保持業(yè)務(wù)高峰期的穩(wěn)定性;

3.系統(tǒng)性交付。要以最大性能運(yùn)行,高性能計(jì)算必須讓存儲、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算等各個(gè)組件一起無縫運(yùn)行,如果組件之間彼此跟不上,整個(gè)HPC基礎(chǔ)設(shè)施的性能也將受到影響,所以高性能計(jì)算的交付不僅需要軟硬件設(shè)備,還需要從系統(tǒng)層到應(yīng)用軟件層的全面解決方案和技術(shù)服務(wù),來為應(yīng)用效果保駕護(hù)航。

這也是為什么在高性能計(jì)算產(chǎn)業(yè)擁有一席之地的,基本都是頭部服務(wù)器、計(jì)算廠商,具備系統(tǒng)性創(chuàng)新實(shí)力的企業(yè),才具備打造“大國重器”的可能性。

大國工匠:聯(lián)想+英特爾鑄就數(shù)字時(shí)代計(jì)算利刃

大國重器,自然要能在關(guān)鍵領(lǐng)域里發(fā)揮千鈞之力。在《聯(lián)想高性能計(jì)算解決方案白皮書》中,著重提到了教育、生物醫(yī)藥、石油勘探重點(diǎn)領(lǐng)域。高性能計(jì)算已經(jīng)在千行百業(yè)中發(fā)揮其優(yōu)勢,我們不妨從重工業(yè)石油勘探入手,看看工匠聯(lián)想是如何為石油行業(yè)淬煉出數(shù)字時(shí)代的一把計(jì)算利刃。

隨著石油資源越來越少,石油開采也需要前往更復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,比如山區(qū),而通過地震波法勘探收集到的數(shù)據(jù)容量通常都是TB級別,要在最短時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算,獲得最佳的勘探效益,就依賴于復(fù)雜的模型和計(jì)算集群支持,以往只能使用超級計(jì)算機(jī)完成,而高性能計(jì)算解的出現(xiàn)就提供了一種新選擇。

以石油解決方案為例,高性能計(jì)算在賦能石油行業(yè)時(shí),主要具備五種特質(zhì):

1.性能優(yōu)異。使用性能高、價(jià)格便宜的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng),能夠滿足各種運(yùn)算量極大的特殊數(shù)據(jù)處理算法需求,降低計(jì)算成本。聯(lián)想基于第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器的解決方案,就借助核心架構(gòu)、內(nèi)存帶寬等方面的創(chuàng)新,增強(qiáng)了高性能計(jì)算系統(tǒng)的靈活性、功能性和互操作性,從而可以為科學(xué)探索、商業(yè)洞察等任務(wù)輸出更優(yōu)平臺性能。

2.網(wǎng)絡(luò)通信。聯(lián)想采用了千兆以太網(wǎng)來管理和監(jiān)控HPC系統(tǒng),從而避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞可能帶來的延遲和中斷,讓并行計(jì)算的數(shù)據(jù)通訊更加可靠穩(wěn)定。

3.存儲效率。大量采集回來的數(shù)據(jù)需要被存儲起來,這也迫使企業(yè)的計(jì)算環(huán)境以服務(wù)器為中心轉(zhuǎn)變成存儲為中心。為此,聯(lián)想設(shè)計(jì)了大容量高I/O吞吐率的系列存儲產(chǎn)品DSS-D/DSS-G,高達(dá)28PB的存儲容量、單集群高達(dá)400GB/s的I/O吞吐率、內(nèi)置IBMGPFS分布式文件系統(tǒng)等,可以滿足海量數(shù)據(jù)存儲、處理的高性價(jià)比與高可靠性。

4.AI技術(shù)。將新的CPU、GPU產(chǎn)品引入高性能計(jì)算,能夠讓AI智能計(jì)算等能力被應(yīng)用到行業(yè)當(dāng)中。比如聯(lián)想就與英特爾合作,將全新的第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器引入HPC集群。作為一款數(shù)據(jù)中心級 CPU,該處理器針對多種工作負(fù)載類型和性能水平進(jìn)行了優(yōu)化,無論處于何處,都能快速處理大規(guī)模數(shù)據(jù),可以滿足一系列高性能計(jì)算的任務(wù)需求。同時(shí),第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器還對人工智能進(jìn)行了集成加速,讓生物醫(yī)藥、金融、制造等產(chǎn)業(yè)能夠借助高性能計(jì)算,更加快速輕松地打造并部署智能模型。

5.系統(tǒng)軟件。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需要簡單易用的管理工具,聯(lián)想研發(fā)的LiCO高性能計(jì)算平臺就在地震處理系統(tǒng)中承擔(dān)著豐富的集群管理功能,包括集群管理和監(jiān)控功能;集群資源管理和作業(yè)調(diào)度功能;用戶和賬戶管理功能;集群系統(tǒng)監(jiān)控功能等,大大降低了產(chǎn)業(yè)側(cè)的管理和運(yùn)維難度。

從硬件到軟件,聯(lián)想通過大量創(chuàng)新性研發(fā),突破一大批高性能服務(wù)器的關(guān)鍵核心技術(shù),從而打造出了支撐石油行業(yè)個(gè)性化需求的解決方案。不僅在石油領(lǐng)域,科學(xué)計(jì)算、城市管理、人工智能開發(fā)等產(chǎn)業(yè)中,聯(lián)想的高性能基礎(chǔ)設(shè)施也在發(fā)揮計(jì)算價(jià)值,助力實(shí)體經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,推動(dòng)中國產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)入新階段。

高性能計(jì)算帶來超強(qiáng)算力的同時(shí),也帶來了更多的能耗。在國家碳中和、碳達(dá)峰的大環(huán)境下,高性能計(jì)算的建設(shè)也要充分考慮能耗。聯(lián)想正在努力使高性能計(jì)算同時(shí)具備低碳和超強(qiáng)算力。其中值得一提的是聯(lián)想的溫水水冷技術(shù):

聯(lián)想獨(dú)創(chuàng)的溫水水冷技術(shù)利用純水或去離子水作為冷媒(安全、環(huán)保、維護(hù)成本低),采用間接冷板式液冷方式對服務(wù)器進(jìn)行冷卻。通過減少對空調(diào)和系統(tǒng)風(fēng)扇的需求,對比數(shù)據(jù)中心平均PUE1.9的普通的風(fēng)冷系統(tǒng),聯(lián)想能將算力平臺PUE值降至1.1以內(nèi),節(jié)約42%的能耗。同時(shí)可以利用散熱溫升后至60°的回水,進(jìn)行有效余熱再利用。使得能源有效再利用效率(ERE)和節(jié)能減排達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平,大幅度降低計(jì)算所產(chǎn)生的能耗成本,以打造覆蓋全行業(yè)的綠色低碳的智能基礎(chǔ)設(shè)施解決方案。

《聯(lián)想高性能計(jì)算解決方案白皮書》中介紹,截至2020年,聯(lián)想先后為數(shù)萬個(gè)用戶成功實(shí)施了高性能機(jī)群,兩次承擔(dān)了中國科學(xué)院網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中心主節(jié)點(diǎn)的建設(shè)任務(wù)。聯(lián)想幫助北京大學(xué)打造國內(nèi)首個(gè)溫水水冷高性能計(jì)算平臺“未名一號”,PUE值達(dá)到1.1,居于國內(nèi)領(lǐng)先水平,節(jié)省了50%的制冷散熱成本,每年為北京大學(xué)節(jié)省60萬度電。

聯(lián)想為北京市氣象局打造的溫水水冷高性能計(jì)算系統(tǒng),在大幅提高北京氣象局核心業(yè)務(wù)計(jì)算能力近20倍的情況之下,通過溫水水冷節(jié)點(diǎn)、行間空調(diào)、微模塊等新技術(shù),大大降低了系統(tǒng)運(yùn)營成本,一年減少用電近200萬度,為客戶節(jié)省電耗30%。

大國情懷:計(jì)算產(chǎn)業(yè)中的合作哲學(xué)

一直以來,高性能計(jì)算都被看作是服務(wù)器廠商研發(fā)能力的體現(xiàn)。但僅有技術(shù)上的突破和成果,就足夠了嗎?在與多個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)的交流中,不少管理者和IT人員都表達(dá)過類似的顧慮:根據(jù)行業(yè)特性需要定制化方案,現(xiàn)有人員無法滿足快速增長數(shù)字化需求……

在千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級過程中,算力是基礎(chǔ),但自身的IT團(tuán)隊(duì)未必具備用好“屠龍劍”的能力,造成不必要的浪費(fèi)。對這些企業(yè)來說,除了優(yōu)秀的軟硬件產(chǎn)品,更難得的是共同奮斗、長期服務(wù)的意愿和能力。

為此,聯(lián)想也將合作哲學(xué)帶入了計(jì)算產(chǎn)業(yè),主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

把產(chǎn)業(yè)當(dāng)朋友,化繁為簡:《聯(lián)想高性能計(jì)算解決方案白皮書》中提到,前期聯(lián)想會和客戶進(jìn)行充分地溝通和交流,了解客戶的需求和想法,同時(shí)基于自身的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為客戶提供最佳實(shí)踐的方法論和建議。高性能計(jì)算集群的硬件和服務(wù)下單后,聯(lián)想會安排一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施工程師到達(dá)客戶數(shù)據(jù)中心,完成實(shí)施服務(wù)。產(chǎn)業(yè)伙伴不需要花費(fèi)大量的時(shí)間去學(xué)習(xí)集群知識、維護(hù)系統(tǒng),通過實(shí)施工程師的豐富經(jīng)驗(yàn)就能快速上手。在Lenovo Tech World 2021,聯(lián)想更是發(fā)布了TruScale服務(wù)品牌,把硬件、軟件、服務(wù)分散采購,設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維分段實(shí)施的傳統(tǒng)模式,整合成了一站全包服務(wù),讓傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型更加輕松便捷。

把客戶當(dāng)朋友,一起“過日子”:在服務(wù)產(chǎn)業(yè)過程中,必然會遇到各種各樣的需求,聯(lián)想的態(tài)度是和產(chǎn)業(yè)伙伴“過日子”,與客戶站在一起解決問題。比如前不久受水災(zāi)影響,鄭州一家銀行的數(shù)據(jù)中心宕機(jī)了,為了避免影響市民的正常交易,聯(lián)想的兩位工程師,一位負(fù)責(zé)劃船,一位負(fù)責(zé)背著備件涉水而過,走了兩個(gè)多小時(shí)到客戶數(shù)據(jù)中心,順利重啟系統(tǒng)。這種長期服務(wù)的精神,也讓很多客戶有了跟聯(lián)想“一生一世”的意愿。

把合作伙伴當(dāng)朋友,掘金“新IT”:數(shù)字經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇面前,聯(lián)想通過與全球戰(zhàn)略合作伙伴英特爾、ISV合作伙伴、上下游廠商等聯(lián)合創(chuàng)新,不斷推動(dòng)高性能計(jì)算產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新,讓細(xì)分垂直場景也能高效地引入新計(jì)算集群來賦能業(yè)務(wù)發(fā)展。

得益于英特爾數(shù)十年的創(chuàng)新,第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器針對云、人工智能、企業(yè)、高性能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、安全和物聯(lián)網(wǎng)等多種工作負(fù)載類型和性能水平進(jìn)行了優(yōu)化,可以加速高性能計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用,為各行業(yè)構(gòu)建靈活高效平臺,加速產(chǎn)業(yè)數(shù)智化變革的進(jìn)程。

比如在某南方醫(yī)院中,聯(lián)想為其構(gòu)建了將近一個(gè)億的整體系統(tǒng),其中慢性病管理使用的手環(huán)、監(jiān)測儀器,醫(yī)院的服務(wù)器、存儲、云平臺軟件、各種各樣的終端,均由聯(lián)想提供,聯(lián)想的生態(tài)合作伙伴英特爾也參與其中,共同打造更完整、符合業(yè)務(wù)場景的行業(yè)個(gè)性化解決方案。

第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器,連同英特爾的連接、存儲和軟件產(chǎn)品以及 oneAPI 跨架構(gòu)工具,形成的產(chǎn)品組合能夠提供強(qiáng)大而靈活的解決方案,讓行業(yè)客戶的傳輸更快、存儲更多、計(jì)算更廣。另外,全新第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器也在核心架構(gòu)上創(chuàng)新,更高的內(nèi)存帶寬和配置靈活性,帶來出色性能,為多云架構(gòu)的無縫協(xié)作奠定了基礎(chǔ),可以滿足產(chǎn)業(yè)客戶對多云的需求。

聯(lián)想的合作哲學(xué)也展現(xiàn)出一個(gè)事實(shí),計(jì)算領(lǐng)域的競爭不僅僅是產(chǎn)品的競爭,還是生態(tài)和系統(tǒng)的競爭,唯有如此才能讓產(chǎn)業(yè)享受到最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。聯(lián)想的長期陪伴,也是對產(chǎn)業(yè)最長情的告白。

大國進(jìn)擊:開啟智能加速時(shí)刻

聯(lián)想的高性能計(jì)算實(shí)力,正在得到更多伙伴的認(rèn)可,成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵支撐。觀察聯(lián)想的布局與動(dòng)作,會發(fā)現(xiàn)高性能計(jì)算正好踩在智能加速的時(shí)間點(diǎn)上。英特爾作為戰(zhàn)略合作伙伴,也運(yùn)用自身的創(chuàng)新技術(shù)給予無遺余力的支持。

我們都知道AI為核心的智能技術(shù)會給國民經(jīng)濟(jì)帶來提質(zhì)增效的重要價(jià)值,而公開數(shù)據(jù)顯示,目前AI的產(chǎn)業(yè)滲透率還不到10%。阻撓在智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)升級之間的,正是算力這把鑰匙。

用算力開啟智能加速時(shí)刻,聯(lián)想至少扮演了三種角色:

1.救火隊(duì)。隨著智能城市、智慧產(chǎn)業(yè)的項(xiàng)目推進(jìn),各類傳感器等數(shù)據(jù)生成設(shè)備越來越多,一些領(lǐng)域的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)更新頻次無限增長,已經(jīng)到了不堪重負(fù)的階段,需要聯(lián)想高性能計(jì)算作為救火隊(duì)員,快速解決這些領(lǐng)域的數(shù)據(jù)爆炸之困。

2.布道師。AI產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用后,越來越多的企業(yè)和組織需要高性能計(jì)算來支撐AI訓(xùn)練、AI計(jì)算,HPC服務(wù)商也是智能時(shí)代的布道師,通過極致算力、專業(yè)服務(wù),讓AI能夠轉(zhuǎn)化為企業(yè)、城市、國家的優(yōu)勢競爭力,奠定先發(fā)優(yōu)勢。

3.護(hù)衛(wèi)者。對于計(jì)算產(chǎn)業(yè)來說,還要確保數(shù)據(jù)資產(chǎn)的安全與穩(wěn)健,高可靠性的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、自主研發(fā)的核心技術(shù)等現(xiàn)實(shí)需求,也在推動(dòng)IT產(chǎn)業(yè)不斷迭代,聯(lián)想這樣的高性能計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施提供商更承擔(dān)著護(hù)衛(wèi)數(shù)字經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展的重要角色。

總體而言,聯(lián)想為中國高性能計(jì)算產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了獨(dú)一無二的探索和方案,這也是科技企業(yè)的社會責(zé)任所在,在充滿不確定性的時(shí)代,能夠不斷出發(fā)、不斷探尋、不斷擁抱新技術(shù),最終為世界找到一個(gè)確定性的價(jià)值和答案。

當(dāng)高性能計(jì)算登上時(shí)代舞臺,聯(lián)想也成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合的助推器,找到了開啟自身增長的那把時(shí)代之鑰。

對處理器如何賦能高性能計(jì)算感興趣的讀者,可以在英特爾官網(wǎng)獲取更多信息。

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