中國(guó)超算服務(wù)，誰(shuí)主沉??？

最近，超算領(lǐng)域?qū)W術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士圍繞“中國(guó)超算服務(wù)創(chuàng)新”展開(kāi)了一場(chǎng)熱烈的討論。

起因是，北京并行科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱并行科技）總經(jīng)理陳健從超算建設(shè)投入產(chǎn)出比的角度提出，雖然中國(guó)超算近年來(lái)取得了矚目的成就，但超算服務(wù)的模式還很落后，特別是一些自建院系、單位級(jí)和用戶組級(jí)超算集群（統(tǒng)稱為中小微超算），投入產(chǎn)出比遠(yuǎn)不及大型超算，且年平均利用率低，這種“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)式”超算服務(wù)形態(tài)，急需改進(jìn)、創(chuàng)新。

如何為科研提供更好的超算服務(wù)，是中國(guó)超算的一大命題。

陳健提出的解決方案是“超算上云”。作為超算云服務(wù)提供商，陳健認(rèn)為，超算的使用者大都要經(jīng)歷“國(guó)內(nèi)外大超算平臺(tái)排隊(duì)上機(jī)——自建超算集群——租用超算——超算云服務(wù)”的過(guò)程，這是一個(gè)“從落后的生產(chǎn)力逐漸過(guò)渡到更先進(jìn)的生產(chǎn)力形式”。

以此為發(fā)端，超算領(lǐng)域?qū)W術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界人士從各個(gè)角度給出了他們的理解和思考。

超算“全盤云化”有其局限

之所以以“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)”類比，在陳健看來(lái)，自建超算集群就好比自種“兩畝自留地”，這些自建的中小微超算有些浪費(fèi)，不如大家都把需求集中起來(lái)，把無(wú)數(shù)的“兩畝地”匯集成“萬(wàn)畝良田”，大家通過(guò)超算云服務(wù)的形式，從大型超算上按需購(gòu)買計(jì)算資源，不但可減少浪費(fèi)，還能提高應(yīng)用效率。

相應(yīng)的，陳健把并行科技比作“制造大型農(nóng)機(jī)具的”——只有大型超算（萬(wàn)畝良田）多了，“現(xiàn)代農(nóng)機(jī)具廠商”才好開(kāi)張。

但是，超算全部上云（指服務(wù)模式，并非云計(jì)算），現(xiàn)實(shí)嗎？

虛擬化和云計(jì)算專家麻清剛提出，從技術(shù)上來(lái)講，限制超算“上云”的條件是網(wǎng)絡(luò)帶寬。“如果可以以極低成本拉一條400G的網(wǎng)絡(luò)專線，超算還真有可能全盤云化——但不一定都是公有云，私有云、企業(yè)云、行業(yè)云等形態(tài)都可能存在。”

但是，帶寬問(wèn)題目前很難逾越?！皫捹M(fèi)用是阻礙我們?nèi)?nèi)蒙古建超算的最主要原因，節(jié)約的電費(fèi)都給運(yùn)營(yíng)商買帶寬去了?！北本┐髮W(xué)高性能計(jì)算平臺(tái)主任工程師、計(jì)算中心系統(tǒng)管理室主任樊春這樣說(shuō)。

內(nèi)蒙古電價(jià)為每千瓦時(shí)0.26元。近年來(lái)，西部地區(qū)利用“超低電費(fèi)”的條件大力投建IT基礎(chǔ)設(shè)施，這對(duì)于一般的云計(jì)算中心來(lái)說(shuō)是個(gè)利好，但對(duì)于超算而言，并不一定可行。

樊春說(shuō)，對(duì)于大部分超算用戶來(lái)說(shuō)，速度和價(jià)格是排在前兩位的。超算中心對(duì)外提供計(jì)算服務(wù)，只有同時(shí)滿足這兩點(diǎn)，用戶才愿意買單。

且不說(shuō)“拉一條400G的網(wǎng)絡(luò)專線”是個(gè)很大的前提，僅超算服務(wù)“全盤云化”這一點(diǎn)，中科院計(jì)算所研究員、國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心主任張?jiān)迫筒惶J(rèn)同。

他從超算需求的角度出發(fā)，認(rèn)為目前超算云服務(wù)只能支持一些中低端計(jì)算需求，那些更快、更大規(guī)模的需求，超算云服務(wù)的形式還提供不了，“就像當(dāng)年網(wǎng)格計(jì)算聲稱可全面取代超算一樣，超算服務(wù)全盤云化幾乎不可能”。

超算成本下降還需規(guī)模效益

樊春還提出一個(gè)問(wèn)題：“超算云技術(shù)管理上無(wú)法降低成本，從而無(wú)法降低對(duì)最終用戶的價(jià)格，這是超算云發(fā)展的最大障礙?！?/p>

這一觀點(diǎn)與陳健提出的觀點(diǎn)相悖。陳健此前在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)稱，超算云服務(wù)商的角色，就是通過(guò)研發(fā)軟件和方案，以技術(shù)輸出提高超算集群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(shí)成本降低至一毛錢。

二者的矛盾點(diǎn)在哪？

一個(gè)答案是：用戶規(guī)模。只有用戶規(guī)模上去了，兩人的觀點(diǎn)才能找到平衡點(diǎn)。

一方面，陳健認(rèn)為樊春所在的北京大學(xué)校級(jí)高性能計(jì)算平臺(tái)，已經(jīng)有了足夠大的規(guī)模應(yīng)用，規(guī)模效益已現(xiàn)，所以北大能夠給予用戶更低的價(jià)格；

另一方面，陳健也深知城域網(wǎng)光纖非常貴——他們就投建了從廣州超算到北京的城域網(wǎng)光纖專線，之所以這么做，是因?yàn)椴⑿锌萍家矊?shí)現(xiàn)了規(guī)模效益，通過(guò)這條光纖專線，并行科技有每年數(shù)千萬(wàn)元的超算云服務(wù)經(jīng)營(yíng)額。

“這（超大帶寬網(wǎng)絡(luò)光纖）是一個(gè)極具規(guī)模效益的基礎(chǔ)設(shè)施投入。”陳健感嘆。

那么，現(xiàn)在中國(guó)超算應(yīng)用是否到了產(chǎn)生規(guī)模效益的節(jié)點(diǎn)？

陳健認(rèn)為“是”。他給出了一組數(shù)據(jù)：并行科技依托各大超算中心資源提供的超算云服務(wù)，現(xiàn)在已經(jīng)有近1.5萬(wàn)個(gè)客戶，并行科技給用戶提供的超算價(jià)格，經(jīng)核算比自建超算低一半。此外，2018年并行科技超算云服務(wù)合同額已達(dá)2億元，預(yù)計(jì)2019年會(huì)達(dá)到3億元。

“這是無(wú)數(shù)科研工作者用腳投票的結(jié)果?！标惤≌f(shuō)，長(zhǎng)此以往，中小微超算集群建設(shè)的越少，中國(guó)超大型國(guó)家級(jí)超算、大型地方超算、校級(jí)超算乃至公有云超算就發(fā)展得越好。

沒(méi)誰(shuí)能“一統(tǒng)江湖”

以云服務(wù)的方式提供超算資源，這塊市場(chǎng)上并不只有并行科技。阿里云等云計(jì)算巨頭，也“順手”做了超算的云服務(wù)；一些大型超算中心，也探索了超算云服務(wù)的模式，國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心就是一例。

“我們做超算云，是為了讓用戶用起來(lái)更好用。”國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心一位要求匿名的專家說(shuō)，“不管是超算云還是云超算，本質(zhì)是為用戶服務(wù)的形式。服務(wù)形式確實(shí)可以降低用戶使用門檻，讓用戶用起來(lái)更簡(jiǎn)單，但不應(yīng)過(guò)分夸大使用模式（對(duì)中國(guó)超算實(shí)力提高）的作用?！?/p>

他認(rèn)為，并非只有超算云才能解決現(xiàn)在的超算服務(wù)問(wèn)題。

阿里云高性能計(jì)算負(fù)責(zé)人、資深技術(shù)專家何萬(wàn)青也持類似觀點(diǎn)。他說(shuō)，超算是個(gè)大生態(tài)系統(tǒng)，中國(guó)是個(gè)超算大國(guó)，必然有各種模式的超算集群——有國(guó)家投資建設(shè)的，有諸如并行科技以SaaS和PaaS形式提供增值服務(wù)的，也有諸如阿里云等云計(jì)算公司提供的商用系統(tǒng)，“只要用戶認(rèn)為他出的價(jià)格符合自己所需的價(jià)值，就是合理的”。

至于超算服務(wù)的價(jià)格，何萬(wàn)青認(rèn)為：“價(jià)格永遠(yuǎn)是市場(chǎng)行為，甲之蜜糖，乙之砒霜。有的用戶愿意出高價(jià)購(gòu)買，其他用戶也許棄之若敝履，這就是市場(chǎng)?！?/p>

何萬(wàn)青舉例說(shuō)，一些科研型和渲染型客戶，他只在靈感或者創(chuàng)作來(lái)了之后，才會(huì)啟動(dòng)計(jì)算的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，這時(shí)候資源靈活調(diào)度和自動(dòng)伸縮比線下性能優(yōu)化更重要——而這其實(shí)是云計(jì)算比較擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。

“舉例是想說(shuō)誰(shuí)也別想一統(tǒng)江湖。大家各有所長(zhǎng)，客戶、技術(shù)需求、業(yè)務(wù)特點(diǎn)和生態(tài)發(fā)展也是多樣性的?！昂稳f(wàn)青說(shuō)。

超算應(yīng)該部分免費(fèi)嗎

在超算平臺(tái)建設(shè)方面，陳健提出，事實(shí)上目前我國(guó)的國(guó)家級(jí)超算一直是不核算建設(shè)成本的，對(duì)重大應(yīng)用采取免費(fèi)或者低價(jià)支持的措施；一些高校超算，一般采取免費(fèi)或低價(jià)使用手段，“其實(shí)都是虧本在服務(wù)校內(nèi)用戶”。

對(duì)此，在超算領(lǐng)域從業(yè)多年的中科京云總經(jīng)理賀建海提出一個(gè)大膽的想法，“我認(rèn)為國(guó)家級(jí)超算應(yīng)該向基礎(chǔ)研究提供免費(fèi)計(jì)算資源?！?/p>

曾在三家國(guó)家級(jí)超算中心工作、現(xiàn)任職于鵬城實(shí)驗(yàn)室人工智能研究中心的王丙強(qiáng)認(rèn)為，該出發(fā)點(diǎn)雖好，但在實(shí)際操作中，可能會(huì)帶來(lái)混亂：誰(shuí)會(huì)對(duì)免費(fèi)的東西不動(dòng)心？

但他也提出，有關(guān)科技主管機(jī)構(gòu)，確實(shí)應(yīng)該考慮降低使用計(jì)算資源的成本和門檻。

張?jiān)迫灿X(jué)得，免費(fèi)難免浪費(fèi)，但面向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，超算可以嘗試提供盡量低的價(jià)格，降低獲取成本。

樊春結(jié)合他們?cè)诒贝蟾咝阅苡?jì)算平臺(tái)提供超算服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)提出，面向那些小規(guī)模短時(shí)長(zhǎng)、納入教學(xué)任務(wù)的超算使用需求，可以且應(yīng)該免費(fèi)，以降低學(xué)生學(xué)習(xí)的門檻；

而面向基礎(chǔ)科研，比較耗費(fèi)資源的高性能計(jì)算任務(wù)是不能免費(fèi)的，但是應(yīng)該以極低的價(jià)格提供給科學(xué)工作者使用。

“收費(fèi)是為了防止濫用資源，不是為了賺錢?！狈赫f(shuō)，收費(fèi)的價(jià)格要讓“挖礦”等無(wú)利可圖。

而低價(jià)格是為了降低用戶使用成本，符合“價(jià)格低—用戶大量使用—計(jì)算量大—出更優(yōu)秀結(jié)果的概率增加—超算為人類的貢獻(xiàn)也更大”的邏輯。

樊春還提出，如果高性能計(jì)算免費(fèi)的話，就需要一個(gè)跨學(xué)科的專家委員會(huì)來(lái)分配資源。

不過(guò)他也認(rèn)為，分配資源工作是非常耗費(fèi)資源和精力的，協(xié)調(diào)的成本要“遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬件的浪費(fèi)”。

一位高能物理應(yīng)用領(lǐng)域的匿名用戶認(rèn)為，國(guó)內(nèi)許多公共服務(wù)平臺(tái)類的大科學(xué)裝置采用的模式是，國(guó)家財(cái)政支持裝置的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，除企業(yè)用戶外，裝置不得向科研用戶收費(fèi)。用戶提出機(jī)時(shí)申請(qǐng)，用戶委員會(huì)對(duì)申請(qǐng)進(jìn)行評(píng)審篩選。

“事實(shí)上科研用戶的經(jīng)費(fèi)也是從國(guó)家財(cái)政來(lái)的，倒一道手沒(méi)什么意義。”他表示，“這種只管建設(shè)不管運(yùn)行的模式未必是好模式?！?/p>

一個(gè)問(wèn)題是，如果相關(guān)主管部門對(duì)科研級(jí)超算應(yīng)用實(shí)行免費(fèi)或低價(jià)，超算行業(yè)還需要并行科技、阿里云超算這類企業(yè)嗎？

樊春認(rèn)為，還是需要的。

“這個(gè)行業(yè)雖然不如傳統(tǒng)云計(jì)算獲利空間大，但也的確有賺錢空間?！彼ㄗh，“超算云公司應(yīng)該提升技術(shù)以及管理能力，努力提供更加便宜的資源、更優(yōu)秀的服務(wù)吸引用戶，拓展整個(gè)高性能計(jì)算行業(yè)?！?/p>