总裁历军谈ＨＰＣ发展路线图:抗战之中国远征军

　　11月17日是让曙光人兴奋的大日子，在最新发布的全球HPC（高性能计算机）TOP500榜单中，曙光5000A以峰值233.47万亿次的计算能力位列第十。此次的前十名成员仅存美国和中国，日本已与此无缘。高性能计算机代表了国家信息技术的先进水平，曙光取得的成绩无疑让所有关心国产高性能计算发展的国人为之一振。在榜单发布后，曙光总裁历军第一时间接受了本报专访，并详细阐述了曙光HPC的未来发展蓝图。
　　
　　成绩单背后
　　
　　早在2004年6月，每秒运算11万亿次的曙光4000A就曾取得了相似的好成绩，使中国成为继美国和日本之后，第三个能研制10万亿次高性能计算机的国家。这一次是曙光在蓄势四年后再次问鼎TOP500前十名。而成绩单背后，却并非仅仅是排名那么简单，这也意味着中国的HPC的研发、产业化、应用的链条在协调发展，并形成了正向的良性循环。
　　“排在前十名不是最重要的，而是证明了中国人的能力，我们可以持续地在全球HPC舞台上参与竞争，这很重要。更说明中国HPC已经具备了应用的深厚基础了。”历军说，“相隔四年，曙光HPC的性能提高了20多倍，证明中国高性能计算方面的发展速度与世界是保持基本同步的，我们正在缩小差距。”
　　HPC的产业发展，一定要研发与应用形成双驱动，就如同舞台和舞者的关系一样，而应用曾一度阻碍了HPC发展。李国杰院士在曙光4000鉴定会时说，中国HPC的发展瓶颈不在计算机系统本身，短板是应用本身。而4年之后的应用状况已今非昔比，历军表示，中国应用领域的提升很值得做对比分析。4年前，很少有用户会用或愿意用HPC，但现在已经有大批用户使用HPC作为应用平台了。信息技术与传统学科结合，正在推动HPC在国家经济的各个领域发挥重要作用。
　　TOP 500榜单之所以受人关注，是因为它在某种程度上既表征了参选国家的HPC研发能力，也考量其应用水平。毕竟，参评对象都是厂商为用户提供的正在使用中的高性能计算机，而不是停留在实验室阶段的产品。换句话说，曙光其实有能力做更高排名的HPC，但如果为了排名去竞赛将有悖于TOP 500榜单本身的考量意义。
　　对于排名，历军有着深刻而辩证的认识。“性能数字、排名数字与应用水平之间是均衡的。如果HPC没有用户使用，制造出来就是****，它绝对不是竞赛概念、面子工程；但同时计算能力也要领先于应用，有了计算平台，才能使应用逐渐向这个能力上去靠，有舞台才能看出舞者的水平。”
　　历军的观点很明确：排名很重要，因为技术突破和成绩需要引起更多关注，这也有助于应用的推广和普及，但曙光并不会陷入排名竞赛的怪圈里面去。“这就好比运动员拿奥运金牌很重要，但是全国人民都爱上体育运动更重要！”HPC的应用水平提升才是曙光更为关注的焦点。
　　
　　蓄势千万亿次
　　
　　在百万亿次HPC领域，曙光已经占据了重要地位，其千万亿次机HPC计划也已经启动，历军给出的时间表是2010年或2011年。
　　虽然从数字上看，从曙光5000的200万亿次到目标的1000万亿次之间差距并不大，但从系统结构的角度看，则要发生质的变化。10万亿次向100万亿次升级，只是在原有技术路线上提高了水平，而从百万亿次迈向千万亿次，就需要开发自主的核心技术。比如均衡设计的通用处理器就已很难胜任千万亿次的大规模系统，占地面积、功耗都成了瓶颈。不仅处理器需要优化设计，体系结构也要为此发生改变，否则效率将随规模扩大而大幅度降低。在下一代高性能计算机中，曙光也会逐步将一些算法固化到硬件中，用专用芯片来提高系统性能。”
　　在曙光5000上的开发和经验积累，通过技术验证为曙光高性能计算机迈向千万亿次做了很多技术准备，这与当初立项的目标是吻合的。比如从曙光4000到曙光5000，规模和能力提高了20倍，但效率并没有按常规情况随之降低，反而提高了5%～6%。这实现起来相当困难，曙光通过核心技术进步实现了这一步。而龙芯处理器的应用、曙光与中科院拥有专利的HPP全新体系架构、超高密度设计等技术，都是为了下一代千万亿次HPC做准备的。“技术已经准备得差不多了，后面的两到三年时间，就是考虑如何整合关键技术形成原型机。”历军表示。“当然有一些技术也处于继续发展当中，比如体系架构一定会改变，有可能是HPP升级版，这类技术都是有保留有发展的。”
　　如果把HPC比作金字塔，高端机型偏向于塔尖，但中间部分和塔座却是HPC市场最大的基石。曙光同样在推动HPC从高端走向普及，从科研走向商用。比如使用32个节点以上的用户就可以采用曙光5000，曙光内部称之为“小5000”，就是要说明，并不只是大机器才是曙光5000，它离很多用户其实并不远。而PHPC100则是定位更加明确的高性能计算机，主要面向有高性能计算需求的高校实验室、科研机构和中小企业。李国杰院士将曙光的技术路线定位为“顶天立地”，曙光要用曙光5000乃至未来的千万亿次高性能计算机“顶天”，为特定应用提供计算能力保障，同时又要以PHPC这类产品“立地”，让越来越多用户能了解并最终用好高性能计算。
　　
　　下一步方向
　　
　　“我们有可能在一段时间内，推出针对某个学科的专用计算机系统。”历军在接受记者采访时，提及了这一目前并未公开的内部项目，并在记者追问下透露，由新的研发队伍研制的这类高性能计算机预计只要几个月就可以做出第一批原型机。
　　我们一般把HPC分为两类，从TOP500的前十名榜单中也可以看出这两类阵营：一类是速度优先的HPC，面向某个领域的科学问题快速求解，典型代表就是IBM蓝色基因；另一类是提供能力服务的HPC，主要应用于计算机中心或数据中心，曙光5000就是典型代表。而历军提及的内部项目就是其中的第一类，这就意味着曙光将一方面坚守通用HPC的的阵地，同时也向为任务优化的定制型HPC发起冲击，目标就是蓝色基因。这两类机型面向的用户和使用对象不同，但都是未来的发展趋势。
　　“通用机永远是均衡设计，要面向所有用户的需求提供计算、存储和I/O能力，这是设计理念。”但对于某些搞科学研究的用户来说，他们使用通用机的成本就过高了，因为他们对机时的需求是无限制膨胀的。历军表示，定制机就是要明确面向这类特定领域，针对特定算法去重新设计计算机结构。这种专用机与曙光5000这类百万亿次通用机的差别就在于，它可能只去算一道题或一种算法，但是效率非常高，成本又很低。“曙光逐步会朝着这个方向发展――看重在个别应用上的超高性能，兼顾在普遍应用上的一般性能。”历军谈到曙光HPC的发展方向时说。