今年個(gè)人電腦迎來(lái)了30周歲的生日，個(gè)人電腦的強(qiáng)大兄弟——超級(jí)計(jì)算機(jī)，則已走過(guò)70年的風(fēng)風(fēng)雨雨。比起現(xiàn)在的電腦來(lái)，初期的超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算非常緩慢；僅在過(guò)去25年，計(jì)算機(jī)的速度和運(yùn)算能力就提升了一百萬(wàn)倍。

超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)被使用到各個(gè)領(lǐng)域，能源探索、氣象服務(wù)、物理實(shí)驗(yàn)、圖像渲染……幾乎你能想到的領(lǐng)域，都可以有高性能計(jì)算的參與。而每年兩度的全球高性能計(jì)算TOP500強(qiáng)榜單，也讓各國(guó)計(jì)算機(jī)精英為之折腰。

2011年6月，最新TOP500高性能計(jì)算機(jī)榜單上，前三甲分別是：K電腦，8.2千萬(wàn)億次/每秒，日本；天河-1A，2.57千萬(wàn)億次/每秒，中國(guó)；Jaguar，1.76千萬(wàn)億次/每秒，美國(guó)。K的運(yùn)算速度甚至比排名第二至第六的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度總和還要快。各國(guó)角遂超級(jí)計(jì)算機(jī)排名的背后，折射出超級(jí)計(jì)算機(jī)之熱。

在中國(guó)，從2009年以后，高性能計(jì)算迎來(lái)了一個(gè)新的歷史發(fā)展時(shí)期。這與不停建設(shè)中的城市高性能計(jì)算中心分不開(kāi)，也與一度奪得全球TOP500榜首的天河一號(hào)分不開(kāi)。但最實(shí)質(zhì)的原因是，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)科研的投入越來(lái)越大，高性能計(jì)算作為推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的有力杠桿的地位得到共識(shí)。

高校作為科研創(chuàng)新前沿陣地，顯然擁有極大需求。而且，從國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，許多高校的高性能計(jì)算在世界上擁有很高的聲譽(yù)。比如，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)，德國(guó)斯圖加特大學(xué)，日本的東京工業(yè)大學(xué)等。我國(guó)的天河一號(hào)也產(chǎn)自國(guó)防科技大學(xué)。高性能計(jì)算在高校發(fā)展很快，主要原因在于高校有更多的用戶(hù)，許多學(xué)科，無(wú)論是化學(xué)、物理、生物、地球、航空、海洋等，都給高性能計(jì)算提供了用武之地。從這個(gè)趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)高校對(duì)高性能計(jì)算中心的重視只會(huì)加強(qiáng)，不會(huì)減弱。

從這個(gè)角度上，也就不難理解何以從2009年開(kāi)始，高校的高性能計(jì)算中心風(fēng)生水起，進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期了。

當(dāng)高性能計(jì)算遇到云

2010年起，隨著云概念的深入，一些高校開(kāi)始構(gòu)建基于云的平臺(tái)。與此同時(shí)，高性能計(jì)算中心的規(guī)劃也正在進(jìn)行——主要命題是：高性能計(jì)算中心作為一個(gè)公共的服務(wù)平臺(tái)，在新的形勢(shì)下，是否要融入到學(xué)校的整體信息化結(jié)構(gòu)中來(lái)？還是讓其孤獨(dú)地獨(dú)立成篇？

以上海交通大學(xué)為例，其正在做一個(gè)面向全校師生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的云平臺(tái)，將Web服務(wù)、郵件服務(wù)、論壇等通通納入云服務(wù)平臺(tái)中。那么，高性能計(jì)算平臺(tái)呢？是否也納入到總體的云平臺(tái)上？

對(duì)于此，是有爭(zhēng)議的。一方面，云計(jì)算采用的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化，這樣可以使資源按需調(diào)度，但也勢(shì)必導(dǎo)致?tīng)奚徊糠炙俣?。而高性能?jì)算則追求“高速”，兩者看似矛盾。另外一方面，人們又期望以云計(jì)算的靈活的彈性應(yīng)用模式來(lái)解決公共高性能計(jì)算平臺(tái)的系統(tǒng)管理問(wèn)題。中國(guó)工程院院士李國(guó)杰認(rèn)為，“云計(jì)算的易用性會(huì)影響傳統(tǒng)的HPC計(jì)算模式，按需的云計(jì)算給HPC提供了更易交互的計(jì)算模式。如同幾年前用大眾化的PC服務(wù)器搭建集群以及最近用GPU加速科學(xué)計(jì)算一樣，云計(jì)算對(duì)于HPC也是一次模式轉(zhuǎn)變。”那么，HPC到底可不可以采用云計(jì)算的架構(gòu)？

針對(duì)此， 上海交通大學(xué)做了初步的嘗試，他們提出了一種融合高性能計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算的新型計(jì)算框架——高性能彈性計(jì)算(HPEC)，可以跨域管理和調(diào)度多個(gè)云計(jì)算資源，支持GPU和眾核異構(gòu)計(jì)算環(huán)境，用戶(hù)可以自主靈活地申請(qǐng)和管理計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，這些資源可以是虛擬化的或者是直接的物理資源，支持HighPerformanceComputingPlatformasaService(HPCPaaS)多節(jié)點(diǎn)集群及上層軟件的快速部署，同時(shí)支持計(jì)算密集(MPI)和數(shù)據(jù)密集(Map/Reduce)應(yīng)用等。

而北京工業(yè)大學(xué)的高性能計(jì)算平臺(tái)采用的也是云的架構(gòu)——“我們覺(jué)得可以采用云架構(gòu)，原因在于我們是一個(gè)公共的平臺(tái)，并非針對(duì)一個(gè)領(lǐng)域，所以資源的調(diào)度也很重要。”北京工業(yè)大學(xué)邸瑞華教授表示。

在當(dāng)前看來(lái)，用云計(jì)算的思路去實(shí)施高性能計(jì)算，可能更多的是一種取舍，當(dāng)你需要的是不惜一切追求高速時(shí)，顯然，采用了云計(jì)算就與你最初的理想相背離了。反之亦然。