高性能與云計(jì)算——背道而馳or融合?
6月底,全球超算計(jì)算機(jī)TOP500榜單正式發(fā)布,中國“天河二號”第三次獲得冠軍。這個結(jié)果并不出乎意料,畢竟在這前的兩次中天河二號都一直遙遙領(lǐng)先,專家也預(yù)計(jì)其將獲得下一次的TOP500比拼中。超級計(jì)算機(jī)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn),其不僅代表著國家的科研技術(shù),同時是對國家安全戰(zhàn)略有著巨大的影響。
云計(jì)算是時下非?;鸬囊环N新型的IT技術(shù),云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。靈活擴(kuò)展是云計(jì)算的一大優(yōu)勢,用戶可以根據(jù)需求對計(jì)算能力進(jìn)行靈活的擴(kuò)展,幫助用戶利用最少的資源來解決所需的計(jì)算能力。
那么云計(jì)算與超算有什么關(guān)系呢?云計(jì)算是否會取代超級計(jì)算機(jī),來承擔(dān)數(shù)據(jù)密集型、I/O密集型的應(yīng)用呢?相信很多網(wǎng)友都會有這些問題。那么今天我們就來談一下未來高性能與云計(jì)算是背道而馳還是走向融合?
超級計(jì)算機(jī)能夠提供超高的性能,其一般主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、工程模擬、動漫渲染等領(lǐng)域,這些應(yīng)用大多屬于計(jì)算密集型的應(yīng)用。而云計(jì)算則是在近兩年隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的新興計(jì)算,其依靠著靈活的擴(kuò)展能力主要應(yīng)用于社交網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)IT建設(shè)和信息化等數(shù)據(jù)密集型、I/O密集型的領(lǐng)域。
超算與云計(jì)算的側(cè)重點(diǎn)不同,但是二者之間也有很多相關(guān)的特點(diǎn),比如,兩者都使用了分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、集群、高密度計(jì)算,其中也有一些特定的領(lǐng)域利用云計(jì)算技術(shù)來從事高性能類的應(yīng)用。例如,北京市計(jì)算中心打造的“北京工業(yè)云”,為中小企業(yè)提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)模擬服務(wù)。
不過超算與云計(jì)算也存在很多不同,比如HPC幾乎不用虛擬化技術(shù),因?yàn)橐粋€應(yīng)用就可能把多個機(jī)器的CPU都跑滿了,虛擬化技術(shù)沒有用武之地,而在企業(yè)私有云中,虛擬化卻是一個最基礎(chǔ)的IT技術(shù)。
其實(shí)云計(jì)算與高性能有著千絲萬縷的聯(lián)系,事實(shí)上,超級計(jì)算中心也是一種早期的運(yùn)算模式,通過昂貴的計(jì)算資源部署,多個領(lǐng)域的用戶通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程使用計(jì)算服務(wù)并根據(jù)使用量來進(jìn)行支付費(fèi)用。但超算又與云計(jì)算有著明顯的區(qū)別,下面我們來看一下:
云計(jì)算不能取代超算
云計(jì)算如今已經(jīng)能夠?yàn)橛脩籼峁┮恍╊I(lǐng)域的計(jì)算能力,那么云計(jì)算是否是超級計(jì)算機(jī)的替代者呢?答案是否定的。對于大多數(shù)使用較小規(guī)模設(shè)備的研究者,云計(jì)算是有吸引力的替代器。但如果一種Petascale計(jì)算需要極低的任務(wù)間通信延遲,現(xiàn)在的云計(jì)算肯定不是合適的替代者。
云數(shù)據(jù)中心
目前的大多數(shù)云計(jì)算并不支持頂尖的超級計(jì)算,讓超算任務(wù)去云計(jì)算中應(yīng)用就如同要說服駕駛F1賽車的人去乘公共汽車。
超算主要執(zhí)行計(jì)算密集型的任務(wù),CPU的利用率已經(jīng)很高,因此虛擬化技術(shù)對于HPC的CPU利用率作用不大。虛擬化對計(jì)算密集型(如果數(shù)據(jù)能全部放進(jìn)內(nèi)存)應(yīng)用的影響很小,而I/O密集型應(yīng)用的性能則會有一定下降。基于云計(jì)算理念來構(gòu)建超級計(jì)算中心,除了滿足傳統(tǒng)的或現(xiàn)有的HPC用戶需求外,更重要提創(chuàng)造并吸引眾多新領(lǐng)域的用戶。
全文總結(jié):
雖然云計(jì)算是IT發(fā)展趨勢所在,但就目前狀況來看,讓發(fā)云計(jì)算替代超級計(jì)算機(jī)來完成關(guān)鍵業(yè)務(wù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。云計(jì)算的易用性會影響傳統(tǒng)的HPC計(jì)算模式,但想在關(guān)鍵應(yīng)用中取代超算的地位目前很難實(shí)現(xiàn)。