成算在心

饒宇鋒

對于大多數的用戶，HPC（高性能計算）并不是一個好理解的概念。直觀的印象大多來自美國好萊塢的電影，比如《Blade Runner》( 銀翼殺手)，也或者是當年將國際象棋大師卡斯帕羅夫“挑落馬下”的“深藍”。但更多人的認識則會長期陷入認識的誤區：提起高性能計算，人們首先會想到用于尖端科學計算的高性能計算機。實際上，90% 的高性能計算機用途是非科學計算的數據處理、事務處理和信息服務，它早已不是象牙塔里的陽春白雪。

無處不在的應用

生物、信息、電子商務、金融、保險這些與消費者息息相關的產業的背后都有著HPC 的身影，比如，高性能計算可用于鞋墊的設計，通過計算可設計出最舒適最合腳的款式。 國內的比亞迪公司已經在汽車的設計上大量使用高性能計算，通過計算模擬汽車的碰撞所受到的壓力，可能對汽車產生的影響等，從而為汽車提供最終的檢驗成果。

超級計算機還可用于基因的研究，結合現在的基因測序成果，高性能計算機可將個人進行基因測序的時間成本、人力成本大大降低，從而輕松為個人進行基因測序分析，了解每個人的基因特征。在天氣預報、臺風預報等大量預報工作中，超級計算機將大大提高預報的準確率。同時，它也是傳統產業（包括制造業）實現技術改造、提高生產率——“電子生產率”(e-productivity) 和競爭力的重要工具。正因為應用廣泛，它已經變成了一門熱門的生意。

在國外，人們更習慣將HPC 描述成“高性能計算機和機群”，也就是說計算機系統是由多個處理機（通常是大批量生產的）連接成的一個系統。通常，計算能力在每秒萬億次區域之上的計算機系統被認為是HPC 計算機。一個HPC 機群通常會提供超強的性能，因為計算任務被分派到了機群中的不同節點。

運行在HPC 系統上的應用通常都是一些任務量重的研究和實驗，包括事務處理、數據倉庫、計算流體動力學、虛擬原型測試等等。聚類技術未來的發展也很程度上地倚賴了HPC 技術。

不僅于此，基于HPC 平臺，人們其實可以做得更多。這方面國外很多公司已經做出了很多的嘗試。殼牌石油公司通過全球內部網和高性能服務器收集員工的創新建議，加以集中處理。其中產生了一種激光探測地下油床的新技術，為該公司發現了3 億桶原油。在設計領域，好利威爾公司和通用電氣公司用網絡將全球各地設計中心的服務器和貴重設備連于一體，以便于工程師和客戶共同設計產品，設計時間可縮短100 倍。對很多大型企業來說，采購成本是總成本的重要組成部分。福特用高性能計算機構造了一個網上集市，通過網絡連到它的3 萬多個供貨商。這種網上采購不僅能降低價格，減少采購費用，還能縮短采購時間。福特估計這樣做大約能節省80 億美元的采購成本。當然，這些龐大計劃的基礎都是HPC 在做技術支撐。

商業化路徑

美國一直是世界上最重視高性能計算機、投入最多和受益最大的國家，其研究也領先于世界，在其身后德國、日本、中國組成了第二陣營，產品各有優勢，也都具有相當的實力。在剛剛于2009年6 月公布的HPC TOP500 榜單中，前十名中美國獨占八席，運算能力達到1.1 千萬億次的走鵑（Roadrunner）高性能計算機再次蟬聯了世界第一的寶座，中國曙光的曙光5000A 計算能力為230 萬億次/ 秒，位列第15 名。

雖然在絕對數字上，中國的高性能計算機與國際先進水平存在不小的差距，但是這絲毫不影響國內商業的開發，這其中重要的標志就是國內超算中心（高性能計算中心的簡稱）建設已經遍地開花。2009 年5 月，科技部正式批復同意在深圳建設國家超算中心，國家將投資2 億元，深圳市將根據項目需要配套投資數億元，其計算能力將達到千萬億次，成為“走鵑”、“捷豹”之后，世界上第三個達到千萬億次計算能力的超算中心。

而在此之前，國內最早的上海超算中心剛剛在6 月底完成升級，代號“魔方”的曙光5000 高性能計算機取代了5 年前上線的“十萬億次機”。魔方擁有6600 個四核AMD 芯片，峰值運算速度達每秒230 萬億次。成立于2000 年12 月的超算中心，目前已經為３７個省市自治區超過３０００個項目提供服務，收費金額達到每小時10 萬元（通常按照具體項目結算，此處取平均值），目前其業務已經預訂到了今年的10 月。

在未來的幾年中，受政府行為和市場需求的雙重推動，高性能計算機正在向著更高的性能目標邁進。據悉，包括武漢、成都、天津等眾多城市都在積極建設能夠輻射周邊的超算中心。在某種程度上，這甚至成為了中國城市之間一場新的競賽。不過，對于市場旺盛的需求，這又未嘗不是一件好事呢？