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20年超算之路,联想用“融合”念计算之名

已有 4389 次阅读 2019-7-16 20:48 |个人分类:科技杂谈|系统分类:观点评述| 联想, 超算, 融合, 计算机, 计算所

7月12日参加2019联想全球超算峰会,才惊觉,原来联想做超算已经20年了。

也难怪这次联想超算大会大咖云集:联想集团首席科学家祝明发自不必说,中科院计算所所长孙凝晖、中山大学数据科学计算机学院院长钱德沛、中科院软件研究所研究员孙家昶、北京应用物理与计算数学研究所研究员袁国兴、中国科学院超算中心副主任迟学斌、国家超算济南中心主任张云泉等超算领域的一众专家悉数到场,就连平时很少现身的寒武纪科技创始人兼CEO陈天石都来捧场。


大咖云集

超算20年,联想“深腾”

一直以来,大家听到的超算界的扛把子,通常是“神威”“天河”“曙光”这三大品牌,相较之下,联想超算显得有些低调。其实早在1999年,联想就成立了高性能计算(HPC)部门,实现了联想超算的从0 到1。

在20年的发展中,颇有些标志性的事件——

  • 联想超算部门成立的第三年,也即2002年,联想研发了世界上第一台万亿次集群“深腾1800”,世界排名第43位,中国超算开始在全球超算TOP500排行榜上拥有姓名。

  • 2003年,联想“深腾6800”在全球超算TOP500上排名第14位,这个排名是当时中国超算最好的名次。

  • 2007年,英国威廉姆斯车队购买一台8万亿次的联想“深腾1800”超级计算机用于其赛车的研制,成为联想超算走向世界的一个标志。

  • 2009年,联想推出“深腾7000”,这台机器被安装在中科院网络中心作为主服务器,这是我国第一套百万亿次计算集群。当时世界排名第19位。

  • 2011年,联想温水水冷技术投入商用,世界上第一台大规模温水水冷系统SuperMUC诞生。如今,联想将为哈佛大学部署800台高密度服务器SD650,“海神”水冷技术将正式登陆北美。

  • 从2018年6月开始,联想连续四次获得世界超算TOP500排行榜份额全球第一。

对于这些标志性节点事件,联想集团首席科学家、北京航空航天大学教授祝明发最为感触的是,深腾1800作为产品出现在人们视野的这段历史。


“中国开始有一批高性能计算机进入全球超算TOP500的排行榜,是从深腾1800开始的;向世界证明集群架构可以做成大规模超算产品,也是从深腾1800开始的。”

祝明发进一步点出:“深腾1800和深腾6800的成功,让人们看到了集群计算的未来。”

而2007年英国威廉姆斯车队向联想求购“深腾1800”,在祝明发看来也难能可贵:“那时候联想就已经出口超算到发达国家。”

之后,联想万亿次超算也很快在气象局、油田等单位部署投用,同时深腾7000等机型也在支持国内科研需求和应用,“伴随着国家发展一起向前走”。

从全球超算TOP500排行榜上可以看出,近年来联想虽然没有打造出类似“神威·太湖之光”及“天河二号”这样的超级计算机,但其全球领先的份额占比,已经揭示了联想超算经历20年发展在商业中取得的成功。在联想看来,只有把跨越式创新推广为大规模的市场价值,才能获得技术创新的持续动力和良性循环。

“深腾”也代表着只有深耕市场、实现产业化才能让超算真正腾飞。

“联想超算20年的发展走在了时代脉搏的节拍上。”用联想集团高级副总裁、联想数据中心业务中国区总裁童夫尧的话来说,过去20年里,中国乃至全球的信息化发展速度前所未有,也带给了联想超算取得黄金发展的机会。

童夫尧

未来,随着全球信息化进入全面渗透阶段,摆在联想和全球超算面前的命题将是“融合”。童夫尧说,这也是联想在2019联想全球超算峰会上首次提出“融合计算”的动因。

“融合计算”,顺势而为

祝明发认为,“融合计算”是大数据和人工智能技术发展到一定阶段的应有之义。

“计算发展到‘融合计算’是一个自然而然的进程。”祝明发说,如果说云计算时代“融合计算”的特征还不明显,那么在大数据、AI蓬勃发展的今天,人们对于计算服务的需求,尽显“融合计算”的特征。

“从企业来讲,联想以综合计算平台提供计算能力,并提供人工智能基本的算法、工具和开发平台,让用户在这个平台上使用智能计算,甚至让用户实现人工智能应用,扩展人工智能的内涵。

由此观之,联想提出“融合计算”并非刻意为之,而是顺势而为,用融合计算的形式匹配用户新的计算需求

面对未来计算的发展,联想“融合计算”聚焦以超算技术为核心的技术融合、行业融合和生态融合。

技术融合是指搭建融合计算平台,以更好的异构性、集成化、智能化来支持超算技术与人工智能、物联网、大数据的融合,引领技术和产品的研发生产。

联想在本次超算峰会上发布的“深腾X9000”系统,就是为此准备已久的元素之一。

“深腾X9000”是联想倾力打造的融合计算平台

据介绍,深腾X9000融合计算平台集合了AR/VR、分布式训练、人脸识别、语义识别等基本能力,支持服务器HG680X、HG690X,以及采用第二代英特尔®至强®可扩展处理器的SR650、SR670等服务器产品,以强大计算能力加速智慧金融、智慧物流、智慧供应链、智慧医疗等多个行业的创新实践。

此外,“深腾X9000”系统基于用户的不同需求,提供了在多个服务器硬件产品系列的基础上配置CPU/GPU/Xeon Phi/FPGA/寒武纪等多种处理器和加速器的异构硬件平台(瑞士军刀模式)。同时通过结合联想第四代温水水冷技术“海神”、搭载联想新一代智能超算平台LiCO5.3等手段,使一个集群可以同时运行高性能计算和人工智能开发作业,让HPC+AI合二为一。

行业融合是指联想超算技术及产品团队,积极地与科研、教育、航天、气象、石油石化、生命科学等等行业应用相结合,洞悉领域计算需求变化,以产学研用一体化体系共同促进计算服务的升级。

国家重大专项项目“深腾7000”就是一个最好的例子。

深腾7000由联想集团牵头、中科院网络中心和北京航空航天大学共同建造。中科院网络中心作为用户,向联想提出需求、提供开发助力,从而得到更好用的超算;北航作为参建方,在项目实施中积累大量的经验、培养大批人才;联想则在超算建设部署之中引入了更多新的力量、促进技术的发展。通过产学研用,项目收获了“三赢”局面。


深腾7000

“这里的‘用’不是简单的用,而是各方会对机器性能、功能及易用性——包括系统软件、应用软件提出要求,联想也得以及时更新计算机研制目标,使研发工作更具有针对性。”祝明发称,这种产学研用结合的效果非常好。

联想超算的生态融合则是在加强软硬件上下游纽带联系的基础上,致力于构建从硬件到软件的行业解决方案的完整生态链。童夫尧表示,在硬件方面,联想将继续加深与英特尔、寒武纪等厂商的紧密合作;在软件层面,联想将积极主动开放生态系统,吸引主流厂商加入“融合计算”的联盟。

当天,寒武纪科技创始人兼CEO陈天石现身在2019联想全球超算峰会现场。他证实,早在寒武纪推出首款云端AI芯片时,联想就出产了搭载该芯片的服务器产品供用户选择;目前,寒武纪最新一代云端AI芯片“思元270”也在联想相关产品中得到装载。


寒武纪科技创始人兼CEO陈天石现身

孙凝晖将35年前诞生于中科院计算所的联想比作从计算所走出来的“大哥哥”,他希望如今身强力壮的联想能够带领寒武纪科技这些“小弟弟”走出国门,融合发展、服务全世界,一起把中国高性能计算和信息产业做大做强。

另外,联想创投不仅投资了寒武纪科技,还投资了Face++以及孵化自中科院自动化所的银河水滴等一系列有潜力的AI公司。这为联想打造人工智能行业解决方案完整的生态链奠定了基础。

“中国需要联想这样具有国际化视野和国际化能力,做好全球化资源整合的企业。”孙凝晖说,希望联想可以把全世界的好的技术带到中国,把中国的技术带向全世界。

化繁为简,让计算从N到1

天下大势,合久必分,分久必合。

计算机自诞生以来,演绎出多种计算服务提供形式。远有网格计算、图灵机,近有云计算、AI计算。结合近年来大数据、人工智能等应用的发展,联想从供给侧出发,希望用最“联想”的模式打造融合计算,化繁为简、从N到1,匹配这些计算需求。因此有了HPC+AI+BDC(大数据计算),有了超算云服务,有了HPC+各行各业,有了异构+众核的混合HPC架构……

“未来就是融合战略,把高性能计算和应用结合起来。”祝明发说,随着应用的发展,未来联想HPC还会融合新的东西。

“融合是个趋势。”孙凝晖说。

“联想希望用开放的技术和业界标准的构建,搭建能力更强的计算机。”联想高性能计算高级架构师郝常杰说,这话听起来似乎没有太多技术含量,其实不是。


郝常杰

郝常杰说,比如,在使用标准技术组件的时候,是需要做进一步的二次研发的。再如E级计算,除了想办法解决功耗墙难题,还要去想如何解决相应的一系列配套问题——内存、编程、可靠性、高速互联……等等,“联想早就在思考这些问题了。

在E级超算的问题上,联想超算发挥了自己的“联想”,把ExaScale(E级计算)建构成EveryScale(各种规模计算)的集合——这是另一种意义上的融合,以高可扩展的计算,突破E级计算的障碍,同时保证不同规模的用户都能从中受益。


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联想希望把ExaScale建构成EveryScale

当然,要实现这一点,还需要突破更多的创新,来解决供电、冷却、文件系统、存储、互连、加速等方方面面的难题。联想数据中心业务集团全球高性能计算技术高级总监Scott Tease说,联想超算在这些问题面前,不仅组建了完整的专家团队,还将与上下游的优秀客户及合作伙伴合作,共同设计未来。

也许,这也是联想超算“融合计算”的重要勾画之一。



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