作者: 中国计算机报 郭涛
11月份先后公布的“2005年中国高性能计算性能TOP100(HPC TOP100)排行榜”以及HPC全球TOP500排行榜已经成了高性能计算领域的晴雨表，不仅全面反映了当今高性能计算领域的最新成就，而且预示着未来高性能计算的发展方向。分析两份排行榜的数据不难发现，Linux和集群技术的日益普及将深刻地影响高性能计算产业的发展。
“双星”闪动
Linux Networx公司总裁兼首席运营官Dean Hutchings介绍说：“全球HPC市场正以每年30%的速度快速增长。HPC市场的整体份额达75亿美元，其中，一半以上来自Linux系统。”11月公布的全球TOP500排行榜也显示，有72%的上榜产品采用了Linux系统。多年以来，超级计算机从最初的向量机到RISC SMP，再到集群系统，系统正从专有走向开放，应用也从科学计算等高精尖领域转向大众化的商用领域，而集群、Linux和开源软件的普及加速了这种转变。
再看看中国的TOP100，也会得出相同的结论。中国目前高性能计算的总性能是102Tflops，总性能突破百万亿次大关。在100个上榜的产品中，90个是集群系统(而2004年是48个)，而排名前10的系统全部都是集群。由此可见，在HPC领域，集群已经显示出了极强的集团优势。
谈到集群、Linux将给HPC领域带来哪些影响，Dean Hutchings表示：“在下一个10年中，虽然超级计算机不可能都变成集群，但是可以肯定的是，集群系统还会有更大幅度的增长。对于集群系统来说，迫切需要解决的问题是如何管理，并使系统便于扩展，而采用标准化的技术和产品是一个潮流。”
三位一体
Linux Networx公司是专注于Linux集群系统研发的厂商。在最新一期的全球TOP500排行榜中，Linux Networx有16套集群系统上榜，成为IBM、HP之后第二阵营中的佼佼者。从以前的主打产品Evolocity集群，到最新发布的集群产品LS系列，Linux Networx公司认为，一套超级计算机应该是计算系统、存储系统与可视化三位一体的系统。
具体来说，计算系统的努力方向是不断提升计算性能。通过优化系统架构，采用多个节点和CPU，并对应用软件进行优化等方法，就可以解决。对于一般的HPC厂商来说，提高计算性能是最基本的能力，并不存在太大的障碍。但对于配套的存储方案来说，大多数HPC厂商还是采取与相关厂商合作的方式，而不是针对高性能计算系统提供标准化的存储解决方案。解决存储问题的关键是，保障高性能计算系统常用的并行文件系统的性能和可靠性。可视化对于商业用户来说将是一大福音。以前，在石油勘探或航空航天等领域，采用超级计算机完成一项计算任务后，得到的庞大而复杂的数据只有少数专业人员才看得懂，而采用可视化技术后，计算结果就是一幅幅色彩斑斓的动画，所有数据都用直观的方式体现出来，即使是普通技术人员也可以一目了然。
Dean Hutchings表示：“我们的目标是将计算、存储与可视化集成在一起，为用户提供标准化的解决方案。2006年，我们将在存储和可视化方面实现突破。”
众矢之的
以前，一提到高性能计算，人们首先想到的就是科学计算、庞大而笨重的机器、高昂的投入……如今，高性能计算已经深入到商用领域，政府、教育、石油勘探，甚至网游都可见集群系统的身影。
从中国TOP100来看，2005年，高性能计算的应用领域越来越宽，主要分布在科学计算、电信、能源、金融、政府、教育等行业，其中用于石油勘探的系统就有29套。结合近两年的数据，HPC在电信、税务等领域的增长超过了200%。
谈到商用市场的竞争，Dean Hutchings表示：“这是一个竞争激烈的市场。以前，人们更多的关注系统的计算能力，现在，用户更关注系统的优化、稳定性以及利用率，高性价比是优先考虑的问题。对于用户中存在的HPC系统利用率低的问题，一方面原因是系统整体设计的问题，另一方面是HPC与应用软件的配合问题。”
伴随LS系列集群产品的推出，Linux Networx公司开始向市场提供标准化、通用的超级计算机产品，而商用市场是一个主要的产品市场。Dean Hutchings介绍说：“多采用定制化产品的高端市场与商用市场都在成长。4年前，Linux Networx的产品有90%集中在高端，商用市场的收入只占5%，如今，定制化的产品只占65%，而商用市场的产品增长到35%。我们将高端的Evolocity集群产品的技术下移，采用标准化技术，针对中高端市场推出了LS系列产品。”
变数
谈到未来HPC技术的发展趋势，Dean Hutchings表示：“HPC的发展趋势主要体现在以下3个方面：第一，集群系统的应用将更加广泛；第二，体系结构还会变化，比如双核甚至多核CPU的应用，并行计算模型的应用；第三，集群系统的节能问题会凸现出来，比如冷却系统的设计，以及智能化的能源管理都是要面对的新课题。”
2004年，记者第一次采访Dean Hutchings时，他认为对于中国市场来说，16～64颗CPU的集群系统是应用的主流。时隔一年，Dean Hutchings表示，HPC市场在扩大，用户的需求也在增长，虽然中端市场仍是增长比较快的市场，但从CPU的数量来看，由于双核CPU的应用，128个，甚至256个CPU的系统也将受到用户的青睐。Linux Networx公司将根据用户的需求，提供与其应用相适合的CPU。“HPC系统采用双核或多核CPU是一个趋势。” Dean Hutchings认为，“由于不同的应用软件在配置不同品牌CPU的系统中，运行效率不同。因此，从某种角度讲，软件决定了CPU的选择。”
过去，HPC领域一直采用Linpack评价体系。Linpack指标反映的是CPU的计算能力，虽然结果一目了解，但是毕竟不太全面。如今，用户在采购HPC系统时，除了关注计算能力以外，对于系统的优化、性价比也同样关注。正因为如此，由美日两国HPC人员参与制定的HPC Chanllenge Benchmark评价标准引起了人们的关注。业界的一种普通观点认为，HPC Chanllenge Benchmark评价标准是对Linpack指标的补充，是从更多角度对高性能计算机的性能进行评测，除了计算能力外，内存访问、网络传输等也被纳入了评价体系。Dean Hutchings认为：“以前的Linpack评价体系指标单一，简单明了，用户容易接受，而HPC Chanllenge Benchmark评价标准可以更全面地反映一个系统的情况。不过，对于用户来说，关键是能用HPC做多少有用功。”
11月，从美国西雅图举行的超级计算机博览会上传来消息，微软有意进军HPC领域。从桌面系统到网络存储，再到如今的HPC，微软的版图仍在扩大。微软希望为超级计算机提供一套完整的Windows平台，帮助用户更快地安装和运行超级计算机。在Linux日渐成为主导的HPC领域，Windows平台到底能有多大作为？Dean Hutchings表示：“微软一直以来都在为大众服务，它进入HPC领域，有可能在低端市场上掀起波澜。不过，HPC毕竟不是PC，不可能像PC一样销售量以百万台计。HPC的主要市场还是在中高端。”
LS/X
LS/X结构
写在后面
服务中国
去年的这个时候，Linux Networx公司携Evolocity集群产品正式进入中国市场。当时，Linux Networx公司总裁兼首席运营官Dean Hutchings就表示：“占有中国高性能计算市场20%的份额是公司的长远目标。”一年时间过去了，以CAE(计算机辅助工程分析)应用领域为突破口，Evolocity集群产品已经进入了中国的制造、教育和政府等领域，并在科学计算、电子政务等方面开了个好头。2005年12月1日，Linux Networx又在中国市场推出了新一代的Linux集群产品LS系列。Dean Hutchings仍旧雄心勃勃：“去年，我们获得了4000万美元的风险投资，将全部用于开拓美国以外的海外市场。2006年，我们预计总收入的10%将来自于亚洲市场，特别是中国和日本市场。”
目前，Linux Networx向中国市场提供的产品，价格从5万美元到200万美元都有，中小型的集群产品将是主打。最新发布的LS-1集群产品就定位在中端，采用了全新的模块化设计理念，可与流动动力学、碰撞分析、工程设计、3D图形显示等第三方软件实现完美结合，系统最大可扩展到128个节点。可以预测，更高性价比的LS-1集群产品将成为2006年Linux Networx在中国力推的产品。
今年6月，Linux Networx公司任命了新的CEO，这也加速了公司市场定位的转型。Dean Hutchings表示：“公司正从一个产品制造商向服务提供商转变。从产品的角度看，公司也从单纯地为用户提供大型的定制化的Linux集群系统转变为提供通用、标准化的集群产品。这种变化不是一种革命，而是一种进化，是为了满足用户的多种需求。”2006年，Linux Networx将重拳出击商用市场，航空航天、汽车制造、石油及天然气、政府是公司在中国市场重点投入的领域。明年初，Linux Networx会在北京、西安等地设立办事机构，开始本地化的服务。