近年来，随着计算技术的突飞猛进，相对于小型机古老的计算模式，具有更高性价比的机群系统开始广泛普及，成为目前高性能计算的主流和未来趋势之一。而这之中，工业标准化机群与Unix机群之间又存在着激烈的竞争关系，代表了未来高性能计算不同的发展路线。未来，究竟谁会在高性能计算领域最终胜出还充满着不少的变数。为此，本报特组织此专题，通过对厂商技术、产品、相关成功案例的介绍，让读者和用户对于今年高性能计算的发展趋势及相关产品有比较深入地了解。
机群成为高性能计算发展方向
目前，高性能计算机的主流体系结构收缩成了三种，即SM、CC-NUMA、Cluster。在产品上，只有两类产品具有竞争力：一是高性能共享存储系统，如IBM690、SUN Enterprise15000、SGI Origin3800；二是工业标准机群，包括以IA架构标准服务器为节点的PC机群和以RISC SMP标准服务器为节点的RISC机群。当前，对高性能计算机产业中工业标准机群越来越显示出优势，这也反映了标准化在信息产业中的巨大杀伤力。工业标准机群采用量产的标准化部件构成高性能计算机系统，极大地提高了性能价格比，从科学计算开始逐渐应用到各个领域。
其中，推动这一趋势形成的三个核心技术是Intel Xeon处理器、Linux操作系统和Myrinet互联网络。现在，搭建机群已变得轻而易举。各种指导搭建机群的书籍很多，在一些大学里，老师和学生按照这些指导书籍，就能搭建起试验用的机群系统。高性能计算机群是一种由标准的软硬件计算机组件架设起来的大规模计算机群系统。虽然其成本只有超级计算机的10%，但其性能却接近甚至优于传统的超级计算机；不仅如此，高性能计算机集群还拥有极强的灵活性和可扩展性。
微软(中国)公司副总经理、服务器产品总监孙建东告诉《中国电子报》记者，开放化、标准化已经成为IT技术应用的必然趋势，很多企业用户在搭建信息化平台之初选择了具有很好性价比、基于x86的工业标准服务器。工业标准服务器在IT基础架构、Web应用、邮件服务器及协同方面，表现出很大市场潜力。随着Windows Server 2003 R2的推出，微软也希望能够吸引更多用户转向Windows平台，帮助他们搭建“稳如磐石，多快好省”更胜一筹的现代企业信息基础架构。
中国惠普有限公司服务器暨存储产品事业部产品经理王镝对《中国电子报》记者讲，和传统的高性能计算机技术相比，机群技术可以利用普通的PC、工作站、服务器作为节点，系统造价低；可以实现很高的运算速度，完成大运算量的计算；而且提高了系统的可用性和可扩展性；具有较高的响应能力，能够满足当今日益增长的信息服务的需求。
体系标准化亟待确立
计算机机群的特点便是它要将上百、上千、甚至是上万台电脑集成在一起，在同一时间内共同完成一项任务。面对这种情况，某些专家指出，一些在单机运算上看似不起眼的问题，在计算机机群方面会被凸现出来，例如散热、能耗以及整机的稳定性。
目前HPCC单个计算节点的耗能在300瓦到400瓦之间，如果一个拥有上千、上万个节点的高性能计算机群，它所消耗的能量将与一个小型发电站所产生的电能相当。这种能源上的消耗，不容忽视。随着能耗的上升，散热问题同样令人堪忧，毕竟高密度的机群方式，需要的散热条件非常严格，一旦散热出现问题，直接影响整个计算机机群的稳定性。
此外，专家还认为高性能计算机群技术的构架是以IA架构为基础。Intel IA架构本身是从PC电脑发展起来的，因此它的稳定性与传统Unix服务器或是超级计算机相比，不是在同一个数量级上进行比较，IA架构的稳定性要低的很多。节点上千，故障一旦发生如何迅速处理也是一个难题。
对此，中国惠普有限公司服务器暨存储产品事业部产品经理王镝告诉《中国电子报》记者，目前，计算机机群在稳定性、散热和功耗上取得了很大提升，完全能满足用户的需求。
曙光公司天潮系列产品经理曹振南告诉《中国电子报》记者，在产品技术上，机群经过十多年的发展，已经非常成熟了，但技术的标准化还存在问题，市场上甚至出现一些简单地把PC服务器放进机柜来冒充的“伪机群”，明显缺少机群的基本特性，既以低价扰乱了市场，又给用户的应用带来了隐患。为此，曙光推出了基于机群服务器的十大标准化技术，作为机群服务器的领导厂商，曙光有责任倡导出业界标准，为用户在市场上采购机群产品提供借鉴。
浪潮北京公司服务器产品经理丁昱对《中国电子报》记者说，事实上，目前中国机群发展进入了一个瓶颈期，多数稍具技术实力的厂商都可以设计出计算速度上万亿次的高性能计算机。可以说，在充足的资金前提下，设计一套全球前十名的高性能机群系统，并非难事。在科学计算方面，唯一的问题因素是资金。此外，在体结构层面，目前全球业界还没有出现重大的突破。就目前业界技术发展状况而言，浪潮基于弹性部署理念的计算能力、数据通讯、输入输出非单极优化的MABS体系结构思路，为高性能商用服务器系统实现技术突破奠定了理论基础。
通过采访，记者了解到，IA架构的计算机机群以前存在的诸如散热、稳定性、功耗等矛盾，在厂商的层面已经基本解决，与以往的解决方案相比，机群在成本、性能上的强势远大于一些专家所指出的劣势。在未来，体系架构和标准化应是厂商们努力的目标。
应用才是硬道理
20世纪90年代以来，我国在高端计算机的研制方面已经取得了较好的成绩，掌握了研制高端计算机的一些关键技术，参与高端计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界，有力地推动了高端计算的发展。我国的高性能计算环境已得到重大改善，总计算能力与发达国家的差距正逐步缩小。
但是，从总体上讲，我国高端计算应用研究与开发明显滞后于高端计算机的发展，应用的并行度普遍在百十量级，应用到更大规模的很少(并非没有需求)。高端应用软件的开发和高效并行算法的研究尚不能与高端计算机发展同步，在一定程度上存在为计算机“配”软件的思想。对应用的投入远远不够，应用研发的力量薄弱且分散，缺乏跨学科的综合型人才，从事高端应用软件研发的单位很少，企业界基本未介入，没有良好的、相互交流的组织渠道等。
曙光公司天潮系列产品经理曹振南告诉《中国电子报》记者，从发展总体上，我国高性能计算在更广泛的应用领域上与西方国家存在很大差距。一方面，国外品牌还占领着很多领域和行业；另一方面我国高性能的应用还不够广、不深入，应用比较薄弱，效率比较低下。随着越来越多的用户开始采用高性能计算机，应用软件的发展后滞明显严重。另外，一些用户对传统RISC小型机存在使用习惯和品牌偏好，接受Linux机群需要厂商做大量的工作。微软(中国)公司副总经理孙建东认为Unix的应用移植已经不成问题，微软新的Windows Server 2003 R2版本已经能够实现无缝的移植。
浪潮北京公司服务器产品经理丁昱对《中国电子报》记者说，目前，国内机群应用还处于起步阶段，用户机群在对高性能计算应用处于观望的状态，他们最看重的问题，不是采用何种技术，而是是否能实现实际应用。
中国惠普有限公司服务器暨存储产品事业部产品经理王镝认为，目前，高性能计算客户在选择性和功能性上常被局限在很窄的范围内，如果想要得到一个定制的解决方案，他们不得不被迫采用专有系统。作为唯一采用与应用打包的机群系统解决方案供应商，HP以低成本向用户提供了简单、可伸缩、不断提升性能的方案，并将一如既往地坚持下去。
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