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中國超算服務,誰主沉浮?

http://finance.sina.com   2019年09月18日 19:17   

  來源:中國科學報

  最近,超算領域學術界和產業界人士圍繞“中國超算服務創新”展開了一場熱烈的討論。

  起因是,北京並行科技股份有限公司(以下簡稱並行科技)總經理陳健從超算建設投入產出比的角度提出,雖然中國超算近年來取得了矚目的成就,但超算服務的模式還很落後,特別是一些自建院系、單位級和用戶組級超算集羣(統稱爲中小微超算),投入產出比遠不及大型超算,且年平均利用率低,這種“小農經濟式”超算服務形態,急需改進、創新。

  如何爲科研提供更好的超算服務,是中國超算的一大命題。

  陳健提出的解決方案是“超算上雲”。作爲超算雲服務提供商,陳健認爲,超算的使用者大都要經歷“國內外大超算平臺排隊上機——自建超算集羣——租用超算——超算雲服務”的過程,這是一個“從落後的生產力逐漸過渡到更先進的生產力形式”。

  以此爲發端,超算領域學術界、產業界人士從各個角度給出了他們的理解和思考。

  超算“全盤雲化”有其侷限

  之所以以“小農經濟”類比,在陳健看來,自建超算集羣就好比自種“兩畝自留地”,這些自建的中小微超算有些浪費,不如大家都把需求集中起來,把無數的“兩畝地”彙集成“萬畝良田”,大家通過超算雲服務的形式,從大型超算上按需購買計算資源,不但可減少浪費,還能提高應用效率。

  相應的,陳健把並行科技比作“製造大型農機具的”——只有大型超算(萬畝良田)多了,“現代農機具廠商”才好開張。

  但是,超算全部上雲(指服務模式,並非雲計算),現實嗎?

  虛擬化和雲計算專家麻清剛提出,從技術上來講,限制超算“上雲”的條件是網絡帶寬。“如果可以以極低成本拉一條400G的網絡專線,超算還真有可能全盤雲化——但不一定都是公有云,私有云、企業雲、行業雲等形態都可能存在。”

  但是,帶寬問題目前很難逾越。“帶寬費用是阻礙我們去內蒙古建超算的最主要原因,節約的電費都給運營商買帶寬去了。”北京大學高性能計算平臺主任工程師、計算中心繫統管理室主任樊春這樣說。

  內蒙古電價爲每千瓦時0.26元。近年來,西部地區利用“超低電費”的條件大力投建IT基礎設施,這對於一般的雲計算中心來說是個利好,但對於超算而言,並不一定可行。

  樊春說,對於大部分超算用戶來說,速度和價格是排在前兩位的。超算中心對外提供計算服務,只有同時滿足這兩點,用戶才願意買單。

  且不說“拉一條400G的網絡專線”是個很大的前提,僅超算服務“全盤雲化”這一點,中科院計算所研究員、國家超級計算濟南中心主任張雲泉就不太認同。

  他從超算需求的角度出發,認爲目前超算雲服務只能支持一些中低端計算需求,那些更快、更大規模的需求,超算雲服務的形式還提供不了,“就像當年網格計算聲稱可全面取代超算一樣,超算服務全盤雲化幾乎不可能”。

  超算成本下降還需規模效益

  樊春還提出一個問題:“超算雲技術管理上無法降低成本,從而無法降低對最終用戶的價格,這是超算雲發展的最大障礙。”

  這一觀點與陳健提出的觀點相悖。陳健此前在接受《中國科學報》採訪時稱,超算雲服務商的角色,就是通過研發軟件和方案,以技術輸出提高超算集羣的易用性和有效利用率,從而降低超算的使用成本——把超算的每核時成本降低至一毛錢。

  二者的矛盾點在哪?

  一個答案是:用戶規模。只有用戶規模上去了,兩人的觀點才能找到平衡點。

  一方面,陳健認爲樊春所在的北京大學校級高性能計算平臺,已經有了足夠大的規模應用,規模效益已現,所以北大能夠給予用戶更低的價格;

  另一方面,陳健也深知城域網光纖非常貴——他們就投建了從廣州超算到北京的城域網光纖專線,之所以這麼做,是因爲並行科技也實現了規模效益,通過這條光纖專線,並行科技有每年數千萬元的超算雲服務經營額。

  “這(超大帶寬網絡光纖)是一個極具規模效益的基礎設施投入。”陳健感嘆。

  那麼,現在中國超算應用是否到了產生規模效益的節點?

  陳健認爲“是”。他給出了一組數據:並行科技依託各大超算中心資源提供的超算雲服務,現在已經有近1.5萬個客戶,並行科技給用戶提供的超算價格,經覈算比自建超算低一半。此外,2018年並行科技超算雲服務合同額已達2億元,預計2019年會達到3億元。

  “這是無數科研工作者用腳投票的結果。”陳健說,長此以往,中小微超算集羣建設的越少,中國超大型國家級超算、大型地方超算、校級超算乃至公有云超算就發展得越好。

  沒誰能“一統江湖”

  以雲服務的方式提供超算資源,這塊市場上並不只有並行科技。阿里雲等雲計算巨頭,也“順手”做了超算的雲服務;一些大型超算中心,也探索了超算雲服務的模式,國家超級計算天津中心就是一例。

  “我們做超算雲,是爲了讓用戶用起來更好用。”國家超級計算天津中心一位要求匿名的專家說,“不管是超算雲還是雲超算,本質是爲用戶服務的形式。服務形式確實可以降低用戶使用門檻,讓用戶用起來更簡單,但不應過分誇大使用模式(對中國超算實力提高)的作用。”

  他認爲,並非只有超算雲才能解決現在的超算服務問題。

  阿里雲高性能計算負責人、資深技術專家何萬青也持類似觀點。他說,超算是個大生態系統,中國是個超算大國,必然有各種模式的超算集羣——有國家投資建設的,有諸如並行科技以SaaS和PaaS形式提供增值服務的,也有諸如阿里雲等雲計算公司提供的商用系統,“只要用戶認爲他出的價格符合自己所需的價值,就是合理的”。

  至於超算服務的價格,何萬青認爲:“價格永遠是市場行爲,甲之蜜糖,乙之砒霜。有的用戶願意出高價購買,其他用戶也許棄之若敝履,這就是市場。”

  何萬青舉例說,一些科研型和渲染型客戶,他只在靈感或者創作來了之後,才會啓動計算的點對點模式,這時候資源靈活調度和自動伸縮比線下性能優化更重要——而這其實是雲計算比較擅長的領域。

  “舉例是想說誰也別想一統江湖。大家各有所長,客戶、技術需求、業務特點和生態發展也是多樣性的。“何萬青說。

  超算應該部分免費嗎

  在超算平臺建設方面,陳健提出,事實上目前我國的國家級超算一直是不覈算建設成本的,對重大應用採取免費或者低價支持的措施;一些高校超算,一般採取免費或低價使用手段,“其實都是虧本在服務校內用戶”。

  對此,在超算領域從業多年的中科京雲總經理賀建海提出一個大膽的想法,“我認爲國家級超算應該向基礎研究提供免費計算資源。”

  曾在三家國家級超算中心工作、現任職於鵬城實驗室人工智能研究中心的王丙強認爲,該出發點雖好,但在實際操作中,可能會帶來混亂:誰會對免費的東西不動心?

  但他也提出,有關科技主管機構,確實應該考慮降低使用計算資源的成本和門檻。

  張雲泉也覺得,免費難免浪費,但面向基礎研究領域,超算可以嘗試提供儘量低的價格,降低獲取成本。

  樊春結合他們在北大高性能計算平臺提供超算服務的經驗提出,面向那些小規模短時長、納入教學任務的超算使用需求,可以且應該免費,以降低學生學習的門檻;

  而面向基礎科研,比較耗費資源的高性能計算任務是不能免費的,但是應該以極低的價格提供給科學工作者使用。

  “收費是爲了防止濫用資源,不是爲了賺錢。”樊春說,收費的價格要讓“挖礦”等無利可圖。

  而低價格是爲了降低用戶使用成本,符合“價格低—用戶大量使用—計算量大—出更優秀結果的概率增加—超算爲人類的貢獻也更大”的邏輯。

  樊春還提出,如果高性能計算免費的話,就需要一個跨學科的專家委員會來分配資源。

  不過他也認爲,分配資源工作是非常耗費資源和精力的,協調的成本要“遠遠高於硬件的浪費”。

  一位高能物理應用領域的匿名用戶認爲,國內許多公共服務平臺類的大科學裝置採用的模式是,國家財政支持裝置的運行經費,除企業用戶外,裝置不得向科研用戶收費。用戶提出機時申請,用戶委員會對申請進行評審篩選。

  “事實上科研用戶的經費也是從國家財政來的,倒一道手沒什麼意義。”他表示,“這種只管建設不管運行的模式未必是好模式。”

  一個問題是,如果相關主管部門對科研級超算應用實行免費或低價,超算行業還需要並行科技、阿里雲超算這類企業嗎?

  樊春認爲,還是需要的。

  “這個行業雖然不如傳統雲計算獲利空間大,但也的確有賺錢空間。”他建議,“超算雲公司應該提升技術以及管理能力,努力提供更加便宜的資源、更優秀的服務吸引用戶,拓展整個高性能計算行業。”

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