【IT168 评论】透过IDC在ISC14大会上的一份报告,我们来看一下全球高性能计算市场的一些变化和发展趋势:
1、2013年全球HPC市场规模为103亿美元,但由于这个领域有一定特殊性——每个国家也不可能年年都研制大机器,所以相比于2012年,实际上2013年市场规模减少了8亿美元,但IDC预计2014年会恢复增长。从2013年-2018年,IDC预测HPC市场的年增长率为7.4%,到2018年将达到147亿美元规模。根据IDC的统计排名,全球九大HPC制造商分别是:IBM、HP、DELL、Cray、SGI、曙光、富士通、NEC和Bull。
2、各国正在围绕千万亿次机搞“军备竞赛”,目前最快的超级计算机是中国的天河2号,峰值速度为54.9 PFlops(5.49亿亿次计算每秒)。而100PF(即十亿亿次)是人类迈向2020年百亿亿次(EFlops)目标路程中的一个标志性的里程碑。据IDC的观察,中国、美国、欧洲(PRACE)、日本都有可能在2014-2015年部署100PF(即十亿亿次)的系统,背后拼的是钱和技术。
3、大数据与HPC的融合将催生一些新的解决方案,高性能数据分析(HPDA)将在HPC领域有更多的应用,主要是针对数据密集型应用的建模和模拟。据IDC统计,全球67%的高性能计算中心已经在使用大数据相关技术,30%的HPC计算机时资源用在了数据分析上。
4、x86一家独大,协处理器异军突起:2013年全球的高性能计算机一共使用了326万颗处理器,共计2800多万颗CPU核,其中近95%都是x86架构的产品,从营收来看,x86也占了约80%,一家独大的局面已经把非x86处理器在HPC这个领域逼到了墙角。不过,为了降低功耗,提高速度而采用的协处理器或加速器这几年取得了快速发展,使用这类产品的超算中心从2011年的28%增加到了2013年的77%,普及面大幅提高,其中Nvidia和英特尔的至强Phi竞争激烈,而FPGA已经不吃香了,不过,编程难和偏弱的软件生态链限制了这类处理器的应用。
5、高性能计算机主要的应用领域按投入规模排序是这样的:EDA/IT/ISV、政府实验室、经济/金融、国防、地理科学、CAE、大学与科研机构、DCC、天气预测、生物科学、化学工程、机械设计等。
6、虽说HPC是国家经济竞争力的加速器,但其投入也是巨大的,据IDC统计,一套高端超级计算机现在需要花费2-5亿美元。如此巨大的投入,回报情况也会受到各方的关注。对于HPC的回报来说,除了经济效益评估之外,也需要考虑其对科技进步、就业方面的影响。许多优异的实验室和超算中心这几年都开始扩大自己的服务范围,如INCITE, SciDAC已经取得了不错的成绩。
7、传统的思路是把数据拿到CPU里来计算,结果内存和I/O瓶颈越来越突出,新的思路是到存有数据的地方直接去做计算,比如内存计算这类技术的兴起,这种新思路的转变将对存储和网络互连带来全新的创新机遇。据IDC统计,2012年HPC存储的营收为41亿美元,到2017年将增长到60亿美元,相当于2000年HPC服务器的市场规模,这主要得益于大数据分析在HPC领域的应用增长。而对于HPC互连网络市场来说,当下正处于转型期,数据传输与管理一直是一个关键的痛点,从今天的以计算为中心转变到以数据中心需要多年的努力。Infiniband和以太网是高性能计算机的主要网络;除了石油、渲染等领域仅需要以太网外,主要的科学计算由于进程间通讯频繁,都需要配置Infiniband高速网络,所以我们重点关注这两类网络产品的变化。
8、HPC系统软件堆栈会受到更多的关注,一方面大型计算和存储系统里总是有一些组件会出故障,需要增强系统的可靠性和弹性,另一方面开发人员和用户也需要通过自动化、机器学习等软件功能来解放自己的双手。同时,新的协作模式和应用环境如远程团队协作、云计算等需要考虑,而随着对以计算为中心的架构的修正,软件层面也需要重新改进。IDC预测HPC系统软件到2017年其营收将增长到15亿美元的规模。
9、公有云服务将稳步增长,据IDC统计,使用云计算来运行部分HPC工作负载的用户已经从2011年的13.8%增长到了2013年的23.5%,这些应用主要是候选药物筛选、突发性的工作任务、研发项目以及那些没有HPC数据中心的中小企业。随着云计算在数据安全、数据传输速度、企业级性能的改进,相信公有云的应用会加速。
10、使用HPC来管理大型复杂IT基础架构,是一种新的应用模式,比如发现和处理持续出故障的部件、监控大型系统、管理异构或分布式的数据中心环境等,据悉,PayPal已经在使用HPC技术来管理他们的IT架构,Google也开始雇用HPC专家来设计其下一代架构。在中国,到2030年,全国预计有5亿户家庭,每户有40-50个各种设备上的传感器,每户这些家用传感器会产生200TB的数据,总数据量将达到100ZB。中科院的NICT项目(下一代ICT)将计划通过部署基于HPC的架构来处理ZB级的数据,比如可以识别北京市前100个最绿色的家庭。
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