超级军网（转）超算，“曙光”不甘寂寞：E级（每秒百亿亿次）计 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/05/04 04:28:42
十亿亿次之后 E级计算现“曙光”_服务器_比特网
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十亿亿次之后 E级计算现“曙光”
发布时间：2016-07-11 13:56:00 来源：比特网 作者：zhanggl
关键字：E级计算 HPC hpc 超算 曙光
2016年的夏天，最热的不仅有天气，还有超级计算机。
6月20日，在第47届全球超算TOP500榜单中，中国超算“太湖之光”一骑绝尘，斩获冠军宝座;同时，中国军团以167套超算的成绩首次超过了美国(165套)，拿下超级计算机份额冠军。
在这届榜单中，无论是“点”还是“面”，中国超算都取得了冠军，这是值得中国超算界骄傲的成绩。更为深远的意义是，“太湖之光”的计算峰值已经达到十亿亿次，为下一个计算高度——“E级计算”揭开了序幕。
“E级计算”将达到每秒钟百亿亿次的浮点运算，是“太湖之光”的十倍。从目前来看，实现这个目标并不容易，还需跨越能耗、可靠性等多个壁垒。
但“E级计算”并不遥远，在近日召开的曙光2016技术创新大会(IDIC2016)上，李国杰院士指出，中国希望能在2020年实现E级系统，比美国的预期要早四年，而中科曙光则是实现这一目标的排头兵。
对于这一目标，曙光公司总裁历军表示，曙光目前在E级计算方面的研究开发已经取得了阶段性的成果，在E级技术、E级应用和E级服务方面都已经做好了准备。
技术破壁
历军指出，实现E级计算，还要翻过几道墙，如访存墙、可靠性墙、能耗墙、扩展性墙和E级应用创新。例如，E级计算系统可能会包含六万个处理器，其稳定性以及高速互联的可靠性将带来巨大挑战;按照当前超算系统来推测，E级系统功耗可能将达到40~50兆瓦，对于任何一个客户来说都难以承担。
所以，要实现E级计算，技术上就要有新的创新突破。
在IDIC2016上，曙光副总裁沙超群展示了曙光E级系统原型机：采用层次化设计，处理器、加速部件到节点，多个节点形成一个超节点，多个超节点组成一个硅元，由多个硅元形成超级计算机系统，曙光将其称之为“6D-Torus”结构，可以扩展到10万个以上的节点规模，满足E级计算的扩展性。
除了扩展性，“6D-Torus”硅元结构最大的优点在于局部通信性能特别高。“为了实现6D-Torus，我们设计了一个硅元路由器，在这个路由器可以达到500端口以上、每端口100G的吞吐能力。我们会使用这种硅元路由器完成整个路由的算法，来优化路由算法，保证这个系统的扩展性和稳定性”，沙超群表示。
在能耗和散热方面，曙光E级系统将采用一种非常“科幻”的散热方法。在去年的ICDC大会上，曙光展示了地球模拟装置，该系统采用了冷板式的冷却模式，把水通过散热片连接到服务器的处理器上进行冷却，实测PUE 达到了1.17，而下一步，曙光的E级超算系统里面会采用进一步的浸没式液冷服务器。
“我们将采用相变(蒸发)冷却的模式对E级系统进行制冷”，沙超群表示，曙光E级超算整个系统都会浸泡在液体中，通过相变带走热量，然后这些气体会移到一个气体准直当中，通过常温水的冷却变成液体，重新回到服务器里面。“蒸发的潜热是比热的效率的100倍，也就是说这是一种最高效的冷却模式，可以让系统零风扇、零噪音，可以实现整机的PUE小于1.1。”
另一方面，曙光E级超算采用了弹性的、可定义的计算部件，性能功耗比能够达到每瓦10GFlops以上——在超算Green500榜单中，全球最绿色的超级计算机性能功耗比是6.6GFlops/瓦，也就是说曙光E级系统性能功耗比将会提高两倍。
同时，得益于自适应超融合的软件系统，曙光E级超算可以重定义计算节点，从而大大拓展了应用领域。“比如说今天有的应用需要更多的加速器，有的应用只需要处理器，有的应用需要均衡的加速器和处理器，我可以通过软件配置把它进行变化”，沙超群表示，这样就可以让超算系统不光能够服务于科学计算，同时可以承担大数据、人工智能、深度学习以及云计算等方面的应用。
应用先行
对于中国超算来说，“应用”是一个老生常谈的话题。曾有专家指出，中国现在是一个超算大国，但还称不上是超算强国，因为中国超算硬件水平已经领先世界，但应用水平相比欧美、日本等国家还有差距。
所以，中国超算要向E级迈进，在突破技术障碍的同时，更要注重E级应用的创新。“如果我们手里没有应用，总有一天超级计算机做不下去”，曙光副总裁邵宗有指出，如果超级计算机技术不能在市场上获得应有的回报，总有一天超级计算机的市场会萎缩，厂商的研发投入就会萎缩，创新就会萎缩。
邵宗有表示，近五年来曙光一直努力从HPC设备厂商向软件和服务转型，曙光相继提出城市云和数据中国战略，其目的都是在为超级计算机寻找“出路”：“我们不能把超算局限在生命科学、流体空气动力学、仿真、气象气候、环境等传统应用上。近五年来，曙光一直在探寻HPC和云计算、大数据、人工智能等新兴应用的结合点。”
在中国，近年来HPC的应用领域正在发生变化，HPC正在走出实验室，延伸到更多的应用领域。例如在去年的中国超算TOP100榜单中，有超过一半的系统的应用领域都和云计算、大数据以及互联网服务有关;在全球TOP500榜单中，应用于互联网服务、数据服务的HPC套数也在逐渐增多。
而对于诞生于中科院的曙光来说，依托科学院的先进计算产业联盟，与众多研究所的应用相结合，将成果产业化，让曙光在E级应用上已经先行一步。
今年，曙光与中科院电子所联合投资成立“中科星图”，布局空天大数据和卫星遥感大数据;与中科院大气物理所联合投资成立中科三清环保科技(北京)有限公司，布局环保大数据业务;这两家合资公司所从事的“航天星图”和“三清(天蓝、地绿、水清)工程”就是两个典型的E级应用。
“航天星图”专门处理卫星数据，其数据量非常大，高分卫星一年的数据量就在EB级，所以整个数据量是无法估量的，没有EB超级计算机，根本无法从中发现情报、发现信息、发现决策。“卫星就像人的两只眼睛，超级算计算计就像人的大脑”，邵宗有解释说，E级超级计算机和天上上百颗卫星无缝融合，形成了一只能够看得见、看得懂的“光天巨眼”。
而“三清工程”是希望通过曙光超级计算机跟环境数据的结合，打造一个天蓝、地绿、水清的世界，治理雾霾是其中一个重要方向。邵宗有表示，霾是大气物理与大气化学结合的产物，成因复杂，所以它的计算更加复杂，如果计算机规模不够、数据存储规模不够，形成霾的各种数据就无从处理，这时候E级计算就派上了用场。
邵宗有表示，曙光计划未来每年争取找到两个应用，积累十年就可以为E级计算机找到20个重大应用，未来人脑模拟、癌症的精准治疗以及预测犯罪等重大领域都是E级计算能够大展拳脚的方向。
云为载体
超级计算机和应用的紧密结合将产生应用成果，而如何将成果服务于消费者则需要一个载体，曙光总裁历军认为，这个载体就是云服务网络。
历军强调，未来的E级超级计算机的应用不仅来自于传统的科学计算，更来自于云计算、云服务以及大规模数据处理;故而向大数据、云计算的延伸是未来E级计算机的一个最重要的应用环节。
2015年，曙光提出了“数据中国”战略。曙光高级副总裁聂华表示，“数据中国”的愿景是要构建一个覆盖中国的云数据网络，利用曙光城市云节点、结合行业云的应用，构建城联网，共享中国云计算，共享智慧城市发展机遇，实现曙光云服务向用户更紧密的贴近、实现曙光云服务服务亿万用户的目标。
如今，曙光已经在全国建立了超过20个城市云中心，并提出了创新的城市云“加盟”模式，以加速城市云的落地和扩大生态圈。此外，曙光还发布了其新一代智慧城市云平台——“云魔方”，助力百万级人口规模的城市快速部署云计算中心，共享智慧城市应用生态。
“‘云魔方’可一站式构建，曙光提供从技术设施到应有的全套产品、解决方案和服务，随建随用。” 聂华介绍说，“云魔方”集成了曙光液冷服务器技术、3D-Torus网络、云计算管理软件Cloudview等优势技术集群，可模块化快速部署、轻松应对10年扩展，具有总拥有成本低、扩展灵活性能优等特点，是真正的面向未来的创新。
小结：E级计算的“曙光”
“E级计算”并不是HPC领域的一个新目标。2010年左右，在HPC计算峰值刚刚突破千万亿次浮点运算的时候，一些超算专家，以及英特尔等上游厂商就提出了“百亿亿次”的愿景。当时，“摩尔定律”依旧在发挥着作用，异构计算大热，“众核”技术刚刚起步。
六年过去，HPC计算峰值已经跨越了“亿亿次、十亿亿次”两个台阶，不得不说，HPC的发展速度甚至超越了摩尔定律，这不免让人觉得超算的下一个台阶——“百亿亿次”距离我们很近，好像一下就能触摸的到。
然而，计算峰值的发展并不能永远维持一条平滑的曲线，就如攀登高峰，越往高处，每一步都变得更加困难。如今，硅晶体管时代的摩尔定律即将失效，处理器的工艺、核心数量终究会走到极限，“堆砌”的方式已经不是HPC发展的理想途径，E级计算的实现需要英特尔等上游厂商、曙光等系统提供商、以及应用厂商的共同努力，另辟蹊径，突破重重障碍。
从另一方面看，困难未必不是一件好事。有困难才有创新，如今，我们已经看到了一些“曙光”，如新型的架构技术、新型的水冷技术以及新的E级应用等等，E级计算的目标已经推动了HPC各项技术的创新和发展。
如同一个旅途，结果固然重要，沿途的风景则要更加美丽。十亿亿次之后 E级计算现“曙光”_服务器_比特网
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十亿亿次之后 E级计算现“曙光”
发布时间：2016-07-11 13:56:00 来源：比特网 作者：zhanggl
关键字：E级计算 HPC hpc 超算 曙光
2016年的夏天，最热的不仅有天气，还有超级计算机。
6月20日，在第47届全球超算TOP500榜单中，中国超算“太湖之光”一骑绝尘，斩获冠军宝座;同时，中国军团以167套超算的成绩首次超过了美国(165套)，拿下超级计算机份额冠军。
在这届榜单中，无论是“点”还是“面”，中国超算都取得了冠军，这是值得中国超算界骄傲的成绩。更为深远的意义是，“太湖之光”的计算峰值已经达到十亿亿次，为下一个计算高度——“E级计算”揭开了序幕。
“E级计算”将达到每秒钟百亿亿次的浮点运算，是“太湖之光”的十倍。从目前来看，实现这个目标并不容易，还需跨越能耗、可靠性等多个壁垒。
但“E级计算”并不遥远，在近日召开的曙光2016技术创新大会(IDIC2016)上，李国杰院士指出，中国希望能在2020年实现E级系统，比美国的预期要早四年，而中科曙光则是实现这一目标的排头兵。
对于这一目标，曙光公司总裁历军表示，曙光目前在E级计算方面的研究开发已经取得了阶段性的成果，在E级技术、E级应用和E级服务方面都已经做好了准备。
技术破壁
历军指出，实现E级计算，还要翻过几道墙，如访存墙、可靠性墙、能耗墙、扩展性墙和E级应用创新。例如，E级计算系统可能会包含六万个处理器，其稳定性以及高速互联的可靠性将带来巨大挑战;按照当前超算系统来推测，E级系统功耗可能将达到40~50兆瓦，对于任何一个客户来说都难以承担。
所以，要实现E级计算，技术上就要有新的创新突破。
在IDIC2016上，曙光副总裁沙超群展示了曙光E级系统原型机：采用层次化设计，处理器、加速部件到节点，多个节点形成一个超节点，多个超节点组成一个硅元，由多个硅元形成超级计算机系统，曙光将其称之为“6D-Torus”结构，可以扩展到10万个以上的节点规模，满足E级计算的扩展性。
除了扩展性，“6D-Torus”硅元结构最大的优点在于局部通信性能特别高。“为了实现6D-Torus，我们设计了一个硅元路由器，在这个路由器可以达到500端口以上、每端口100G的吞吐能力。我们会使用这种硅元路由器完成整个路由的算法，来优化路由算法，保证这个系统的扩展性和稳定性”，沙超群表示。
在能耗和散热方面，曙光E级系统将采用一种非常“科幻”的散热方法。在去年的ICDC大会上，曙光展示了地球模拟装置，该系统采用了冷板式的冷却模式，把水通过散热片连接到服务器的处理器上进行冷却，实测PUE 达到了1.17，而下一步，曙光的E级超算系统里面会采用进一步的浸没式液冷服务器。
“我们将采用相变(蒸发)冷却的模式对E级系统进行制冷”，沙超群表示，曙光E级超算整个系统都会浸泡在液体中，通过相变带走热量，然后这些气体会移到一个气体准直当中，通过常温水的冷却变成液体，重新回到服务器里面。“蒸发的潜热是比热的效率的100倍，也就是说这是一种最高效的冷却模式，可以让系统零风扇、零噪音，可以实现整机的PUE小于1.1。”
另一方面，曙光E级超算采用了弹性的、可定义的计算部件，性能功耗比能够达到每瓦10GFlops以上——在超算Green500榜单中，全球最绿色的超级计算机性能功耗比是6.6GFlops/瓦，也就是说曙光E级系统性能功耗比将会提高两倍。
同时，得益于自适应超融合的软件系统，曙光E级超算可以重定义计算节点，从而大大拓展了应用领域。“比如说今天有的应用需要更多的加速器，有的应用只需要处理器，有的应用需要均衡的加速器和处理器，我可以通过软件配置把它进行变化”，沙超群表示，这样就可以让超算系统不光能够服务于科学计算，同时可以承担大数据、人工智能、深度学习以及云计算等方面的应用。
应用先行
对于中国超算来说，“应用”是一个老生常谈的话题。曾有专家指出，中国现在是一个超算大国，但还称不上是超算强国，因为中国超算硬件水平已经领先世界，但应用水平相比欧美、日本等国家还有差距。
所以，中国超算要向E级迈进，在突破技术障碍的同时，更要注重E级应用的创新。“如果我们手里没有应用，总有一天超级计算机做不下去”，曙光副总裁邵宗有指出，如果超级计算机技术不能在市场上获得应有的回报，总有一天超级计算机的市场会萎缩，厂商的研发投入就会萎缩，创新就会萎缩。
邵宗有表示，近五年来曙光一直努力从HPC设备厂商向软件和服务转型，曙光相继提出城市云和数据中国战略，其目的都是在为超级计算机寻找“出路”：“我们不能把超算局限在生命科学、流体空气动力学、仿真、气象气候、环境等传统应用上。近五年来，曙光一直在探寻HPC和云计算、大数据、人工智能等新兴应用的结合点。”
在中国，近年来HPC的应用领域正在发生变化，HPC正在走出实验室，延伸到更多的应用领域。例如在去年的中国超算TOP100榜单中，有超过一半的系统的应用领域都和云计算、大数据以及互联网服务有关;在全球TOP500榜单中，应用于互联网服务、数据服务的HPC套数也在逐渐增多。
而对于诞生于中科院的曙光来说，依托科学院的先进计算产业联盟，与众多研究所的应用相结合，将成果产业化，让曙光在E级应用上已经先行一步。
今年，曙光与中科院电子所联合投资成立“中科星图”，布局空天大数据和卫星遥感大数据;与中科院大气物理所联合投资成立中科三清环保科技(北京)有限公司，布局环保大数据业务;这两家合资公司所从事的“航天星图”和“三清(天蓝、地绿、水清)工程”就是两个典型的E级应用。
“航天星图”专门处理卫星数据，其数据量非常大，高分卫星一年的数据量就在EB级，所以整个数据量是无法估量的，没有EB超级计算机，根本无法从中发现情报、发现信息、发现决策。“卫星就像人的两只眼睛，超级算计算计就像人的大脑”，邵宗有解释说，E级超级计算机和天上上百颗卫星无缝融合，形成了一只能够看得见、看得懂的“光天巨眼”。
而“三清工程”是希望通过曙光超级计算机跟环境数据的结合，打造一个天蓝、地绿、水清的世界，治理雾霾是其中一个重要方向。邵宗有表示，霾是大气物理与大气化学结合的产物，成因复杂，所以它的计算更加复杂，如果计算机规模不够、数据存储规模不够，形成霾的各种数据就无从处理，这时候E级计算就派上了用场。
邵宗有表示，曙光计划未来每年争取找到两个应用，积累十年就可以为E级计算机找到20个重大应用，未来人脑模拟、癌症的精准治疗以及预测犯罪等重大领域都是E级计算能够大展拳脚的方向。
云为载体
超级计算机和应用的紧密结合将产生应用成果，而如何将成果服务于消费者则需要一个载体，曙光总裁历军认为，这个载体就是云服务网络。
历军强调，未来的E级超级计算机的应用不仅来自于传统的科学计算，更来自于云计算、云服务以及大规模数据处理;故而向大数据、云计算的延伸是未来E级计算机的一个最重要的应用环节。
2015年，曙光提出了“数据中国”战略。曙光高级副总裁聂华表示，“数据中国”的愿景是要构建一个覆盖中国的云数据网络，利用曙光城市云节点、结合行业云的应用，构建城联网，共享中国云计算，共享智慧城市发展机遇，实现曙光云服务向用户更紧密的贴近、实现曙光云服务服务亿万用户的目标。
如今，曙光已经在全国建立了超过20个城市云中心，并提出了创新的城市云“加盟”模式，以加速城市云的落地和扩大生态圈。此外，曙光还发布了其新一代智慧城市云平台——“云魔方”，助力百万级人口规模的城市快速部署云计算中心，共享智慧城市应用生态。
“‘云魔方’可一站式构建，曙光提供从技术设施到应有的全套产品、解决方案和服务，随建随用。” 聂华介绍说，“云魔方”集成了曙光液冷服务器技术、3D-Torus网络、云计算管理软件Cloudview等优势技术集群，可模块化快速部署、轻松应对10年扩展，具有总拥有成本低、扩展灵活性能优等特点，是真正的面向未来的创新。
小结：E级计算的“曙光”
“E级计算”并不是HPC领域的一个新目标。2010年左右，在HPC计算峰值刚刚突破千万亿次浮点运算的时候，一些超算专家，以及英特尔等上游厂商就提出了“百亿亿次”的愿景。当时，“摩尔定律”依旧在发挥着作用，异构计算大热，“众核”技术刚刚起步。
六年过去，HPC计算峰值已经跨越了“亿亿次、十亿亿次”两个台阶，不得不说，HPC的发展速度甚至超越了摩尔定律，这不免让人觉得超算的下一个台阶——“百亿亿次”距离我们很近，好像一下就能触摸的到。
然而，计算峰值的发展并不能永远维持一条平滑的曲线，就如攀登高峰，越往高处，每一步都变得更加困难。如今，硅晶体管时代的摩尔定律即将失效，处理器的工艺、核心数量终究会走到极限，“堆砌”的方式已经不是HPC发展的理想途径，E级计算的实现需要英特尔等上游厂商、曙光等系统提供商、以及应用厂商的共同努力，另辟蹊径，突破重重障碍。
从另一方面看，困难未必不是一件好事。有困难才有创新，如今，我们已经看到了一些“曙光”，如新型的架构技术、新型的水冷技术以及新的E级应用等等，E级计算的目标已经推动了HPC各项技术的创新和发展。
如同一个旅途，结果固然重要，沿途的风景则要更加美丽。
http://server.chinabyte.com/290/13831790.shtml
十亿亿次之后 E级计算现“曙光”
发布时间：2016-07-11 13:56:00 来源：比特网 作者：zhanggl
关键字：E级计算 HPC hpc 超算 曙光
2016年的夏天，最热的不仅有天气，还有超级计算机。
6月20日，在第47届全球超算TOP500榜单中，中国超算“太湖之光”一骑绝尘，斩获冠军宝座;同时，中国军团以167套超算的成绩首次超过了美国(165套)，拿下超级计算机份额冠军。
在这届榜单中，无论是“点”还是“面”，中国超算都取得了冠军，这是值得中国超算界骄傲的成绩。更为深远的意义是，“太湖之光”的计算峰值已经达到十亿亿次，为下一个计算高度——“E级计算”揭开了序幕。
“E级计算”将达到每秒钟百亿亿次的浮点运算，是“太湖之光”的十倍。从目前来看，实现这个目标并不容易，还需跨越能耗、可靠性等多个壁垒。
但“E级计算”并不遥远，在近日召开的曙光2016技术创新大会(IDIC2016)上，李国杰院士指出，中国希望能在2020年实现E级系统，比美国的预期要早四年，而中科曙光则是实现这一目标的排头兵。
对于这一目标，曙光公司总裁历军表示，曙光目前在E级计算方面的研究开发已经取得了阶段性的成果，在E级技术、E级应用和E级服务方面都已经做好了准备。
技术破壁
历军指出，实现E级计算，还要翻过几道墙，如访存墙、可靠性墙、能耗墙、扩展性墙和E级应用创新。例如，E级计算系统可能会包含六万个处理器，其稳定性以及高速互联的可靠性将带来巨大挑战;按照当前超算系统来推测，E级系统功耗可能将达到40~50兆瓦，对于任何一个客户来说都难以承担。
所以，要实现E级计算，技术上就要有新的创新突破。
在IDIC2016上，曙光副总裁沙超群展示了曙光E级系统原型机：采用层次化设计，处理器、加速部件到节点，多个节点形成一个超节点，多个超节点组成一个硅元，由多个硅元形成超级计算机系统，曙光将其称之为“6D-Torus”结构，可以扩展到10万个以上的节点规模，满足E级计算的扩展性。
除了扩展性，“6D-Torus”硅元结构最大的优点在于局部通信性能特别高。“为了实现6D-Torus，我们设计了一个硅元路由器，在这个路由器可以达到500端口以上、每端口100G的吞吐能力。我们会使用这种硅元路由器完成整个路由的算法，来优化路由算法，保证这个系统的扩展性和稳定性”，沙超群表示。
在能耗和散热方面，曙光E级系统将采用一种非常“科幻”的散热方法。在去年的ICDC大会上，曙光展示了地球模拟装置，该系统采用了冷板式的冷却模式，把水通过散热片连接到服务器的处理器上进行冷却，实测PUE 达到了1.17，而下一步，曙光的E级超算系统里面会采用进一步的浸没式液冷服务器。
“我们将采用相变(蒸发)冷却的模式对E级系统进行制冷”，沙超群表示，曙光E级超算整个系统都会浸泡在液体中，通过相变带走热量，然后这些气体会移到一个气体准直当中，通过常温水的冷却变成液体，重新回到服务器里面。“蒸发的潜热是比热的效率的100倍，也就是说这是一种最高效的冷却模式，可以让系统零风扇、零噪音，可以实现整机的PUE小于1.1。”
另一方面，曙光E级超算采用了弹性的、可定义的计算部件，性能功耗比能够达到每瓦10GFlops以上——在超算Green500榜单中，全球最绿色的超级计算机性能功耗比是6.6GFlops/瓦，也就是说曙光E级系统性能功耗比将会提高两倍。
同时，得益于自适应超融合的软件系统，曙光E级超算可以重定义计算节点，从而大大拓展了应用领域。“比如说今天有的应用需要更多的加速器，有的应用只需要处理器，有的应用需要均衡的加速器和处理器，我可以通过软件配置把它进行变化”，沙超群表示，这样就可以让超算系统不光能够服务于科学计算，同时可以承担大数据、人工智能、深度学习以及云计算等方面的应用。
应用先行
对于中国超算来说，“应用”是一个老生常谈的话题。曾有专家指出，中国现在是一个超算大国，但还称不上是超算强国，因为中国超算硬件水平已经领先世界，但应用水平相比欧美、日本等国家还有差距。
所以，中国超算要向E级迈进，在突破技术障碍的同时，更要注重E级应用的创新。“如果我们手里没有应用，总有一天超级计算机做不下去”，曙光副总裁邵宗有指出，如果超级计算机技术不能在市场上获得应有的回报，总有一天超级计算机的市场会萎缩，厂商的研发投入就会萎缩，创新就会萎缩。
邵宗有表示，近五年来曙光一直努力从HPC设备厂商向软件和服务转型，曙光相继提出城市云和数据中国战略，其目的都是在为超级计算机寻找“出路”：“我们不能把超算局限在生命科学、流体空气动力学、仿真、气象气候、环境等传统应用上。近五年来，曙光一直在探寻HPC和云计算、大数据、人工智能等新兴应用的结合点。”
在中国，近年来HPC的应用领域正在发生变化，HPC正在走出实验室，延伸到更多的应用领域。例如在去年的中国超算TOP100榜单中，有超过一半的系统的应用领域都和云计算、大数据以及互联网服务有关;在全球TOP500榜单中，应用于互联网服务、数据服务的HPC套数也在逐渐增多。
而对于诞生于中科院的曙光来说，依托科学院的先进计算产业联盟，与众多研究所的应用相结合，将成果产业化，让曙光在E级应用上已经先行一步。
今年，曙光与中科院电子所联合投资成立“中科星图”，布局空天大数据和卫星遥感大数据;与中科院大气物理所联合投资成立中科三清环保科技(北京)有限公司，布局环保大数据业务;这两家合资公司所从事的“航天星图”和“三清(天蓝、地绿、水清)工程”就是两个典型的E级应用。
“航天星图”专门处理卫星数据，其数据量非常大，高分卫星一年的数据量就在EB级，所以整个数据量是无法估量的，没有EB超级计算机，根本无法从中发现情报、发现信息、发现决策。“卫星就像人的两只眼睛，超级算计算计就像人的大脑”，邵宗有解释说，E级超级计算机和天上上百颗卫星无缝融合，形成了一只能够看得见、看得懂的“光天巨眼”。
而“三清工程”是希望通过曙光超级计算机跟环境数据的结合，打造一个天蓝、地绿、水清的世界，治理雾霾是其中一个重要方向。邵宗有表示，霾是大气物理与大气化学结合的产物，成因复杂，所以它的计算更加复杂，如果计算机规模不够、数据存储规模不够，形成霾的各种数据就无从处理，这时候E级计算就派上了用场。
邵宗有表示，曙光计划未来每年争取找到两个应用，积累十年就可以为E级计算机找到20个重大应用，未来人脑模拟、癌症的精准治疗以及预测犯罪等重大领域都是E级计算能够大展拳脚的方向。
云为载体
超级计算机和应用的紧密结合将产生应用成果，而如何将成果服务于消费者则需要一个载体，曙光总裁历军认为，这个载体就是云服务网络。
历军强调，未来的E级超级计算机的应用不仅来自于传统的科学计算，更来自于云计算、云服务以及大规模数据处理;故而向大数据、云计算的延伸是未来E级计算机的一个最重要的应用环节。
2015年，曙光提出了“数据中国”战略。曙光高级副总裁聂华表示，“数据中国”的愿景是要构建一个覆盖中国的云数据网络，利用曙光城市云节点、结合行业云的应用，构建城联网，共享中国云计算，共享智慧城市发展机遇，实现曙光云服务向用户更紧密的贴近、实现曙光云服务服务亿万用户的目标。
如今，曙光已经在全国建立了超过20个城市云中心，并提出了创新的城市云“加盟”模式，以加速城市云的落地和扩大生态圈。此外，曙光还发布了其新一代智慧城市云平台——“云魔方”，助力百万级人口规模的城市快速部署云计算中心，共享智慧城市应用生态。
“‘云魔方’可一站式构建，曙光提供从技术设施到应有的全套产品、解决方案和服务，随建随用。” 聂华介绍说，“云魔方”集成了曙光液冷服务器技术、3D-Torus网络、云计算管理软件Cloudview等优势技术集群，可模块化快速部署、轻松应对10年扩展，具有总拥有成本低、扩展灵活性能优等特点，是真正的面向未来的创新。
小结：E级计算的“曙光”
“E级计算”并不是HPC领域的一个新目标。2010年左右，在HPC计算峰值刚刚突破千万亿次浮点运算的时候，一些超算专家，以及英特尔等上游厂商就提出了“百亿亿次”的愿景。当时，“摩尔定律”依旧在发挥着作用，异构计算大热，“众核”技术刚刚起步。
六年过去，HPC计算峰值已经跨越了“亿亿次、十亿亿次”两个台阶，不得不说，HPC的发展速度甚至超越了摩尔定律，这不免让人觉得超算的下一个台阶——“百亿亿次”距离我们很近，好像一下就能触摸的到。
然而，计算峰值的发展并不能永远维持一条平滑的曲线，就如攀登高峰，越往高处，每一步都变得更加困难。如今，硅晶体管时代的摩尔定律即将失效，处理器的工艺、核心数量终究会走到极限，“堆砌”的方式已经不是HPC发展的理想途径，E级计算的实现需要英特尔等上游厂商、曙光等系统提供商、以及应用厂商的共同努力，另辟蹊径，突破重重障碍。
从另一方面看，困难未必不是一件好事。有困难才有创新，如今，我们已经看到了一些“曙光”，如新型的架构技术、新型的水冷技术以及新的E级应用等等，E级计算的目标已经推动了HPC各项技术的创新和发展。
如同一个旅途，结果固然重要，沿途的风景则要更加美丽。十亿亿次之后 E级计算现“曙光”_服务器_比特网
http://server.chinabyte.com/290/13831790.shtml
十亿亿次之后 E级计算现“曙光”
发布时间：2016-07-11 13:56:00 来源：比特网 作者：zhanggl
关键字：E级计算 HPC hpc 超算 曙光
2016年的夏天，最热的不仅有天气，还有超级计算机。
6月20日，在第47届全球超算TOP500榜单中，中国超算“太湖之光”一骑绝尘，斩获冠军宝座;同时，中国军团以167套超算的成绩首次超过了美国(165套)，拿下超级计算机份额冠军。
在这届榜单中，无论是“点”还是“面”，中国超算都取得了冠军，这是值得中国超算界骄傲的成绩。更为深远的意义是，“太湖之光”的计算峰值已经达到十亿亿次，为下一个计算高度——“E级计算”揭开了序幕。
“E级计算”将达到每秒钟百亿亿次的浮点运算，是“太湖之光”的十倍。从目前来看，实现这个目标并不容易，还需跨越能耗、可靠性等多个壁垒。
但“E级计算”并不遥远，在近日召开的曙光2016技术创新大会(IDIC2016)上，李国杰院士指出，中国希望能在2020年实现E级系统，比美国的预期要早四年，而中科曙光则是实现这一目标的排头兵。
对于这一目标，曙光公司总裁历军表示，曙光目前在E级计算方面的研究开发已经取得了阶段性的成果，在E级技术、E级应用和E级服务方面都已经做好了准备。
技术破壁
历军指出，实现E级计算，还要翻过几道墙，如访存墙、可靠性墙、能耗墙、扩展性墙和E级应用创新。例如，E级计算系统可能会包含六万个处理器，其稳定性以及高速互联的可靠性将带来巨大挑战;按照当前超算系统来推测，E级系统功耗可能将达到40~50兆瓦，对于任何一个客户来说都难以承担。
所以，要实现E级计算，技术上就要有新的创新突破。
在IDIC2016上，曙光副总裁沙超群展示了曙光E级系统原型机：采用层次化设计，处理器、加速部件到节点，多个节点形成一个超节点，多个超节点组成一个硅元，由多个硅元形成超级计算机系统，曙光将其称之为“6D-Torus”结构，可以扩展到10万个以上的节点规模，满足E级计算的扩展性。
除了扩展性，“6D-Torus”硅元结构最大的优点在于局部通信性能特别高。“为了实现6D-Torus，我们设计了一个硅元路由器，在这个路由器可以达到500端口以上、每端口100G的吞吐能力。我们会使用这种硅元路由器完成整个路由的算法，来优化路由算法，保证这个系统的扩展性和稳定性”，沙超群表示。
在能耗和散热方面，曙光E级系统将采用一种非常“科幻”的散热方法。在去年的ICDC大会上，曙光展示了地球模拟装置，该系统采用了冷板式的冷却模式，把水通过散热片连接到服务器的处理器上进行冷却，实测PUE 达到了1.17，而下一步，曙光的E级超算系统里面会采用进一步的浸没式液冷服务器。
“我们将采用相变(蒸发)冷却的模式对E级系统进行制冷”，沙超群表示，曙光E级超算整个系统都会浸泡在液体中，通过相变带走热量，然后这些气体会移到一个气体准直当中，通过常温水的冷却变成液体，重新回到服务器里面。“蒸发的潜热是比热的效率的100倍，也就是说这是一种最高效的冷却模式，可以让系统零风扇、零噪音，可以实现整机的PUE小于1.1。”
另一方面，曙光E级超算采用了弹性的、可定义的计算部件，性能功耗比能够达到每瓦10GFlops以上——在超算Green500榜单中，全球最绿色的超级计算机性能功耗比是6.6GFlops/瓦，也就是说曙光E级系统性能功耗比将会提高两倍。
同时，得益于自适应超融合的软件系统，曙光E级超算可以重定义计算节点，从而大大拓展了应用领域。“比如说今天有的应用需要更多的加速器，有的应用只需要处理器，有的应用需要均衡的加速器和处理器，我可以通过软件配置把它进行变化”，沙超群表示，这样就可以让超算系统不光能够服务于科学计算，同时可以承担大数据、人工智能、深度学习以及云计算等方面的应用。
应用先行
对于中国超算来说，“应用”是一个老生常谈的话题。曾有专家指出，中国现在是一个超算大国，但还称不上是超算强国，因为中国超算硬件水平已经领先世界，但应用水平相比欧美、日本等国家还有差距。
所以，中国超算要向E级迈进，在突破技术障碍的同时，更要注重E级应用的创新。“如果我们手里没有应用，总有一天超级计算机做不下去”，曙光副总裁邵宗有指出，如果超级计算机技术不能在市场上获得应有的回报，总有一天超级计算机的市场会萎缩，厂商的研发投入就会萎缩，创新就会萎缩。
邵宗有表示，近五年来曙光一直努力从HPC设备厂商向软件和服务转型，曙光相继提出城市云和数据中国战略，其目的都是在为超级计算机寻找“出路”：“我们不能把超算局限在生命科学、流体空气动力学、仿真、气象气候、环境等传统应用上。近五年来，曙光一直在探寻HPC和云计算、大数据、人工智能等新兴应用的结合点。”
在中国，近年来HPC的应用领域正在发生变化，HPC正在走出实验室，延伸到更多的应用领域。例如在去年的中国超算TOP100榜单中，有超过一半的系统的应用领域都和云计算、大数据以及互联网服务有关;在全球TOP500榜单中，应用于互联网服务、数据服务的HPC套数也在逐渐增多。
而对于诞生于中科院的曙光来说，依托科学院的先进计算产业联盟，与众多研究所的应用相结合，将成果产业化，让曙光在E级应用上已经先行一步。
今年，曙光与中科院电子所联合投资成立“中科星图”，布局空天大数据和卫星遥感大数据;与中科院大气物理所联合投资成立中科三清环保科技(北京)有限公司，布局环保大数据业务;这两家合资公司所从事的“航天星图”和“三清(天蓝、地绿、水清)工程”就是两个典型的E级应用。
“航天星图”专门处理卫星数据，其数据量非常大，高分卫星一年的数据量就在EB级，所以整个数据量是无法估量的，没有EB超级计算机，根本无法从中发现情报、发现信息、发现决策。“卫星就像人的两只眼睛，超级算计算计就像人的大脑”，邵宗有解释说，E级超级计算机和天上上百颗卫星无缝融合，形成了一只能够看得见、看得懂的“光天巨眼”。
而“三清工程”是希望通过曙光超级计算机跟环境数据的结合，打造一个天蓝、地绿、水清的世界，治理雾霾是其中一个重要方向。邵宗有表示，霾是大气物理与大气化学结合的产物，成因复杂，所以它的计算更加复杂，如果计算机规模不够、数据存储规模不够，形成霾的各种数据就无从处理，这时候E级计算就派上了用场。
邵宗有表示，曙光计划未来每年争取找到两个应用，积累十年就可以为E级计算机找到20个重大应用，未来人脑模拟、癌症的精准治疗以及预测犯罪等重大领域都是E级计算能够大展拳脚的方向。
云为载体
超级计算机和应用的紧密结合将产生应用成果，而如何将成果服务于消费者则需要一个载体，曙光总裁历军认为，这个载体就是云服务网络。
历军强调，未来的E级超级计算机的应用不仅来自于传统的科学计算，更来自于云计算、云服务以及大规模数据处理;故而向大数据、云计算的延伸是未来E级计算机的一个最重要的应用环节。
2015年，曙光提出了“数据中国”战略。曙光高级副总裁聂华表示，“数据中国”的愿景是要构建一个覆盖中国的云数据网络，利用曙光城市云节点、结合行业云的应用，构建城联网，共享中国云计算，共享智慧城市发展机遇，实现曙光云服务向用户更紧密的贴近、实现曙光云服务服务亿万用户的目标。
如今，曙光已经在全国建立了超过20个城市云中心，并提出了创新的城市云“加盟”模式，以加速城市云的落地和扩大生态圈。此外，曙光还发布了其新一代智慧城市云平台——“云魔方”，助力百万级人口规模的城市快速部署云计算中心，共享智慧城市应用生态。
“‘云魔方’可一站式构建，曙光提供从技术设施到应有的全套产品、解决方案和服务，随建随用。” 聂华介绍说，“云魔方”集成了曙光液冷服务器技术、3D-Torus网络、云计算管理软件Cloudview等优势技术集群，可模块化快速部署、轻松应对10年扩展，具有总拥有成本低、扩展灵活性能优等特点，是真正的面向未来的创新。
小结：E级计算的“曙光”
“E级计算”并不是HPC领域的一个新目标。2010年左右，在HPC计算峰值刚刚突破千万亿次浮点运算的时候，一些超算专家，以及英特尔等上游厂商就提出了“百亿亿次”的愿景。当时，“摩尔定律”依旧在发挥着作用，异构计算大热，“众核”技术刚刚起步。
六年过去，HPC计算峰值已经跨越了“亿亿次、十亿亿次”两个台阶，不得不说，HPC的发展速度甚至超越了摩尔定律，这不免让人觉得超算的下一个台阶——“百亿亿次”距离我们很近，好像一下就能触摸的到。
然而，计算峰值的发展并不能永远维持一条平滑的曲线，就如攀登高峰，越往高处，每一步都变得更加困难。如今，硅晶体管时代的摩尔定律即将失效，处理器的工艺、核心数量终究会走到极限，“堆砌”的方式已经不是HPC发展的理想途径，E级计算的实现需要英特尔等上游厂商、曙光等系统提供商、以及应用厂商的共同努力，另辟蹊径，突破重重障碍。
从另一方面看，困难未必不是一件好事。有困难才有创新，如今，我们已经看到了一些“曙光”，如新型的架构技术、新型的水冷技术以及新的E级应用等等，E级计算的目标已经推动了HPC各项技术的创新和发展。
如同一个旅途，结果固然重要，沿途的风景则要更加美丽。
先把曙光7000发布了再说