发布于: Aug 31, 2022
拥有百年历史的美洲杯帆船赛竞争一向以激烈著称，随着赛事的不断发展成熟，竞争的关键已经从经验、人员比拼延伸到了比拼船体设计、空气动力。仿真计算逐渐成为了制胜的关键因素。船体像素分割模拟计算对帆船竞赛将产生决定性影响——把船分成的像素越多，模型就越精确，但这也意味着计算量成倍地飙升，此时云上高性能计算的价值就会凸显。因此从某种意义上讲，乘风破浪的动力不是风的力量，而是云的力量。
从市场表现来看，高性能计算 HPC 在人工智能、数据分析以及元宇宙等创新领域得到了新的市场突破，而在生命科学、金融、制造业、航空航天等传统领域，对快速处理数据能力和高精度计算的增长需求，也是推动 HPC 应用增长的重要因素。基于对市场的深入洞察，2022 年 8 月亚马逊云科技举办了以「云启赋新」为主题的高性能计算业务创新论坛，在论坛中亚马逊云科技大中华区产品部总经理陈晓建正式提出了 HPC+理念，宣告未来 HPC 将更多与 AI 相结合，为各行各业带来更多可能。
下面来跟随亚马逊云科技的步伐，看看对于 HPC 的应用，各位大佬怎么说：
HPC+智算云端，加速创新
“把 HPC 和人工智能技术相结合，能够通过 HPC 爆发出更多的生产力，为用户带来全新价值！” 亚马逊云科技大中华区产品部总经理陈晓建表示，HPC 之所以让大家眼前一亮，很重要的一点就是 HPC 能带来直接效益，亚马逊云科技通过 HPC 产业的思考和实践，已经为大量客户业务创造了真切的商业价值。
HPC 拓展全新领域，更加丰富的应用场景
陈晓建还谈到，HPC 已经从传统方式拓展到全新的领域，他现场列举了十种典型的场景，其中，传统意义上大规模用户使用的高性能场景，包括计算机辅助工程、流体的力学、天气及气候预测、新药发现等，但当下 HPC 所适用的范围更多的是集中在科学计算领域，具体包括研究人员、科学家、电影制作人、半导体芯片设计师，以及通过量子计算进行科学分析的领域。可以看到的是，整个 HPC 所适用的应用领域已经有了巨大的拓展，当然这背后的基石，就是亚马逊云科技作为整个云行业的领先企业，提供了全套非常丰富、非常实用的产品作为支撑。
HPC 已经进入了 " HPC+ "
HPC+时代意味着 HPC 从单纯提供算力到与人工智能相结合，为行业带来更多可能。亚马逊云科技以前定义 HPC 工作负载的方法，通常是从这些高性能计算任务是松耦合型还是紧耦合型，也就是说对网络的带宽、延迟需求的要求高低；同时也会从 HPC 任务涉及到的数据体量的维度区定义。随着硬件技术的创新，以及人工智能相关的技术发展，越来越多的 HPC 任务和 AI, ML, DL 相结合。这就要求为客户提供相对应的方案。这也是为什么 HPC 已经进入了 HPC+时代，"+" 就是希望从更广泛的维度，包括加速计算、机器学习、深度学习等多方面去设计云上 HPC 方案，从而面向各行各业的新需求。
摆脱架构的束缚，释放创新动力
亚马逊云科技大中华区产品部计算与存储总监周舸先生以“摆脱架构的束缚，释放创新动力”为主题，与现场观众分享了如何从底层技术架构方面，实现跨越式的业务创新。
云赋予 HPC 弹性和更多选择的能力
周舸表示，云可以赋予 HPC 丰富的“弹性”和更多、更广的选择能力，具体包括资源的扩展性、敏捷性等，同时运维也可以大幅降低复杂度，计价模式更加灵活。在谈到亚马逊云本身时，他认为以下几个方面为 HPC 提供了充足价值：非常广泛的机型、超过500个以上的实例选择、更精准的计算实力以及面对异构的计算方式。周舸还谈到，大集群组合部分网络经常会造成传输瓶颈，网络的能力也是非常重要的一环，很多 HPC 集群在建构的过程中需要花更多的时间寻找更好的方法，才能达到一个高效率的网络环境。
底层技术改变，应对全新挑战
Nitro 是亚马逊云科技基础架构的核心，从2013年发展 Nitro 系统，到今年已经接近十年的时间。Nitro 系统是一个非常独特的专用系统，深植在每一套物理机器里面，是独立的专业硬件系统，控制着这台硬件系统的网络、存储，以及和其他的系统，其他的 VPC 的环境、管理、安全的控制，以及监控的系统，它里面还有虚拟化层，我们可以把计算力交付到客户手里面。首先是性能的明显好处，所有的跟虚拟化有关的工作全部交由 Nitro 系统完成，不再占用服务器里面的 CPU 内存本身的资源，意味着释放 CPU 内存，交付真正的工作负载，在传统的数据中心环境里面自己搭建机器虚拟化的系统，可能虚拟化这一层会占整个算力20%，甚至更多的开销，这是非常大的浪费。我们从底层技术上 Nitro 会让虚拟化的开销控制在1%以内，几乎和完整的物理机给你的功能是一样的，但是赋予了云的管理能力、云的安全能力等等。Nitro 在性能上能够让我们把最新的硬件技术充分的发挥出来，运用到高性能计算实际的案例里面去。除了性能，网络在这里面是非常关键的点。网络能力能透过 Nitro 实现非常低的延时和很高的稳定性，同时优化了成本，Nitro 是模块化的系统，是可以独立发展，是每一个模块可以自由演进，也可以和物理服务器脱离开来，这样一个灵活的机构加上非常紧密的配合，可以与时俱进的跟上所有硬件的需要，新的硬件的推出 Nitro 会给它新的能力，Nitro 的发展也会给硬件带来进一步能力的提升。
周舸还表示，HPC 在帮我们生活更方便的同时，也会消耗更多能源，而在碳排放方面，亚马逊云科技上部署的工作负载比传统数据中心提高能效 3.6 倍，减少了 88% 的碳排放，节能环保也将是亚马逊云科技未来继续努力的方向。
云端高性能计算助力油气储层预测
极遨技术服务（北京）有限公司总经理贺新蔚谈到，作为专注于石油天然气勘测领域的头部企业，公司面临需要更大算力、高弹性、易扩充，同时需要更低成本、更大存储空间并易扩充的问题，而亚马逊云科技提供的 IT 灵活性及 无限扩展性设施能力、满足生产需求的高性能 又具有高可用性平台以及可以大幅度降低成本的优势，得到了其团队的高度认可。
云计算时代影视中的 HPC
来自北京电影学院未来影像高精尖创新中心虚拟制作实验室的王春水主任就“ 云计算时代影视中的 HPC ” 主题与大家做了精彩分享，而来自英特尔创新中心高性能计算解决方案总监顾小宝先生则以“从 E 级计算到 Z 级计算”为主题，与大家分享了 CPU+环境下硬件设施的对比与发展。
创新的力量不来自于风，更来自于云。云上 HPC 为越来越多的行业客户带来了价值，同时降低了使用门槛和技术门槛。在 "HPC+" 时代，无论是运行 CFD 工作负载设计一架战斗机，还是运行复杂的天气模型，用户都能够以低成本、高效益且安全的方式来利用云端的可扩展性和弹性。加速计算、机器学习、深度学习正在为不同领域的创新提供源动力，从遗传学到地质学，金融风控到一级方程式赛车。人工智能曾经只是少数用户的工具，如今基于亚马逊云科技的 "HPC+" 将会把高性能计算和人工智能驱动的创新力交到每一个用户手中。