顶尖技术的碰撞，CCF HPC China 2021大会展区探秘

顶尖科技的碰撞会带给人哪些惊喜？

日前，以“智算赋能 · 共赢未来”为主题的2021中国计算机学会（CCF）全国高性能计算学术年会在珠海国际会展中心召开。作为一年一度的高性能计算领域盛会，本次会议由5位院士领衔，超过300名行业专家演讲，40余场论坛活动，全面展示中国超算领域的最新科研成果及HPC技术与应用创新与实践。

在大会的展示区，我们就看到了众多企业的顶尖技术，这也代表了当下中国高性能计算产业的领先水平。话不多少，下面就请大家跟随我的脚步，一起看看这次大会上的展示亮点。

最高50摄氏度，联想打造温水水冷的业界标杆

节能减排是近些年IT行业应用的主要趋势之一。特别是在国家提出“数字中国”和“双碳”等战略之后，数据中心作为数字产业及信息集中处理的基础设施，迎来了爆发式、高质量需求，其中高性能计算带来超强算力的同时，也带来了更多的能耗问题和碳排放量的增加。如何降低HPC能耗和碳排放，实现“HPC的低碳计算”成为高性能计算行业发展的重要课题。

传统HPC普遍采用风冷技术，利用服务器系统风扇和精密空调为服务器和机房进行散热，导致了HPC数据中心能耗存在较高比例的额外开销。近些年，水冷作为一种全新的方式登场，其低能耗、可循环的特性迅速引起了行业的关注，围绕水冷许多企业也都有了自己的解决方案。但是这其中的难题就是——作为循环没接的水也是需要散热的，考虑到比热容的关系，水的温度每提升1度，就能为数据中心节省大量的能源。

这也就是联想第五代温水冷技术出现的初衷。利用纯水或去离子水作为冷媒，联想第五代温水冷技术可以通过间接冷板式液冷方式对服务器进行冷却。相比于上一代技术来说，如今的水冷温度可以控制在45-50摄氏度之间，这也就可以大大减少对精密空调和系统风扇的需求，更可以将超算中心的PUE值降至1.1以内，节约42%的能耗和间接碳排放。不仅如此，该技术支持计算机运算产生废热的重复利用，进一步减少用户整体碳排放。

据悉，今年落成的上海交通大学杨元庆科学计算中心就采用了这样的技术，碳排放水平不足传统HPC的50%。而在本次全国高性能计算学术年会上，联想温水水冷技术更是荣膺“技术创新奖”，代表了整个超算行业对于这项的肯定。

“四个零”布局，华为展示下一代智能数据中心

正如我们刚刚提到的，数据中心是数字化发展的源动力，也成为了未来能源管控与新技术应用的重点领域。如何让新技术、新能力符合数据中心的发展需求，如何解决传统数据中心电费成本高、建设成本高、维护成本高的“三高”问题，已经成为摆在众多IT基础设施解决供应商面前的难题。在华为展区，我们就看到了华为针对下一代智能数据中心所进行的“四个零”解决方案——

上线“零”等待 ：传统的数据中心能源建设周期可能长达20个月，而下一代数据中心能源使用预制模块化建设方式，在工厂端进行预制造，预安装和预测试，最后在现场进行模块拼接好比拼接积木一般，建设周期约6-9个月，TTM和交付时间均节省50%以上。

能源“零”浪费：华为通过硅进铜退和锂进铅退，大量节省数据中心能耗。一方面华为电力模块用电效率高达95.5%；另一方面智能锂电实行全部件模块化，按需求扩容，单柜电量高达1兆瓦，同时系统运行效率提高，单套UPS全生命周期可省电费约20万。

运维“零”人力：从人力的角度，下一代数据中心能源践行风进水退和AI能效化，实现温控重构。传统的数据中心降温需要更多的人工投入，而且调节参数少，速度慢，效果难以维持，华为iCooling实现系统级能效管理，在降低8%-15%PUE的同时，大幅度节省运维人力。

业务“零”中断 ：传统模式下，数据中心能源多依赖人工经验，从发现到维修，运维效率低。华为智能运维，实现预防性维护和数字化运维，在实现无人值守的同时，将隐患扼杀在摇篮中。

正如华为集群计算业务发展总监谢海波在大会主题演讲中谈到的：面向多样性算力时代，系统从单一算力到多样性算力，从单机部署到融合集群部署，从传统应用到融合智能应用，都给软件开发者带来了更加复杂的挑战。华为提出的下一代智能数据中心所进行的“四个零”解决方案则可以满足未来对于算力与能耗的双重需求，以多样性计算的方式建设全新的数据中心，推动数字化发展。

英特尔以XPU架构引领E级计算时代

提到英特尔，许多人第一时间都是想到CPU。但其实如今的的英特尔早已经不仅仅是一家半导体芯片供应商。从2019年发布了“六大支柱”开始，英特尔就成为了包括计算、存储、网络、软件、应用等多方面一体化的解决方案提供商。在这次大会上，英特尔更展示了包括GPU在内的多种解决方案。

随着数据呈指数级增长，高性能计算的重要性与日俱增。以更有效的方式移动、存储和分析这些数据对于帮助全球专业人员做出实时、数据驱动的决策至关重要。为此，英特尔提供具备从通用计算到专用加速，再到独特持久内存和E级计算分布式存储、高性能互连及创新安全等功能的全面产品组合。通过使这些功能无缝协同工作，英特尔可为HPC创新提供整体系统性能。

其中值得一提的就是早2019年全国高性能计算学术年会就宣布测试的oneAPI平台。这是一款面向高性能计算应用推出的系统性解决方案。与许多人印象中的工具包不同，oneAPI 的确提供了编译器、库以及分析工具的工具包，但更重要的是它作为一款平台来说提供了最便捷、最直接的应用适配。在通过oneAPI编译之后，高性能计算的应用程序就可以广泛适配到当下多元化的CPU、GPU、FPGA等算力中，同时还可以支持 AMX、VNNI/DL Boost 指令和内存技术等功能，更可以适应各种应用程序和工作负载，可以说是“一劳永逸”。

时至今日，oneAPI平台已经吸引了为数众多的行业用户使用，其领域覆盖了制造业、金融、物流、云计算等多个领域，也吸引了包括中石化、韵达快递等多家公司的支持。据悉，未来中石化将升级的某应用5.0版本将完全基于oneAPI平台。“我们希望达到这样一个效果：就是一次开发，到处可用，而且它可以自动加载加速器。同时，在整体框架里，不仅能对英特尔CPU和GPU进行加速、融合，还可支持第三方平台，这也是OneAPI非常开放的体现”。

AMD全新7nm产品亮相，为计算提供持续动力

说起当下最热门的CPU技术，非7nm莫属。虽然如今5nm甚至1nm都已经在研发中，但是在市场上应用最先进的还要属7nm，而这个名字如今已经与AMD紧紧捆绑在一起，因为早在2年前AMD就已经将这项最先进的技术应用在自家的霄龙二代处理器当中，而在这次大会上AMD展示的则是最新的第三代霄龙处理器平台和全新的计算加速设备。

相对于上一代产品来说，第三代AMD EPYC平台所带来的算力更强，自然也就更受客户的青睐。原本一个20台服务器集群平台提供的算力，可能今天只要8台服务器可以实现，甚至是性能更强、体积更轻巧，自然在管理和运维层面投入的成本也就更低。同时刘宏兵还表示，未来第四代的AMD EPYC平台也已经进入发布倒计时，可能会在2022年的某个时间段推出，届时这款采用5nm工艺的产品将在制程上带来更多优势。

正如AMD中国区企业与商用事业部副总裁刘宏兵在大会上提到的：“随着第三代AMD EPYC处理器的推出，进一步扩大了AMD在数据中心市场的影响力，AMD EPYC CPU所带来的创新科技不断帮助我们的客户解决更多当今最为复杂的IT挑战。最新的AMD EPYC服务器CPU，在HPC、云计算、企业工作负载方面大幅提升性能的同时还提供了先进的安全功能, 为用户创造卓越价值。”

如今，已经有包括亚马逊云科技、阿里云、谷歌云、IBM云、微软Azure云、甲骨文云、腾讯云等多家行业巨头采用了AMD的平台，甚至其中的应用实例有望突破400个。这也意味着，即便是那些对于云应用非常苛刻、对于性能追求卓越而又对成本要求异常严格的互联网云服务商都能青睐AMD平台，也足以证明该平台在性价比方面的出色，突出了单位功耗内性能领先的特性。

覆盖用户15万，并行科技成超算应用新巨头

谈了太多的超算硬件，但是真正想让这些硬件发挥最大效能，还是需要合适的应用，并行科技的宗旨就是客户将超算应用得更好，正如他们的推广口号——用超算，更省心。

多年来，并行科技一直在推动超算客户从自建系统向租用服务转变，这其中除了与众多国家级超算中心合作之外，并行科技支持各地政府建设超级云计算中心，进而能够将运营成本进一步降低，也为客户提供更高性价比的服务。尤其是新冠疫情以来，越来越多的企业意识到了超算云服务的重要性，特别是自身原有的、自建的业务系统在这样的疫情下难以为继，相比之下将业务平台迁移到云端，就能够实现7*24小时无差别办公。

正如并行科技董事长陈健在大会上所强调的：“中国所有的985高校都是并行超算云的客户，中国所有211高校都是并行超算云的客户，中国大量的高校，甚至职高都是并行超算云的用户，中国大部分顶级企业的研发仿真部门都是并行超算云的客户。我们在市场的占有率遥遥领先，15年走过了从少量客户到15万用户的全历程。”

从2005年超算云服务启动到现在，并行科技已经50亿核时，用户超过15万、服务20多个行业、提供了200多应用软件的SaaS化，客户多达1000多家企业、10000多家单位……这已经是非常了不起的成就，但是陈健显然不满足于此。在这次大会上，并行科技更展示了“超算云”、“AI云”、“行业云”、“设计仿真云”四大产品线及行业解决方案。

除了大众熟悉的超算云之外，并行AI云面向高校、科研院所、企事业单位在人工智能和高性能计算等方向的GPU算力需求，提供专业的GPU算力云；

并行行业云是基于并行超算云完整产品体系输出的全栈云平台。提供 IaaS/PaaS/SaaS全量云产品矩阵，保留高弹性、易运维、高性价比优势，并满足企业的私有化部署、自主可控、安全稳定的需求，为业务化系统和软件SaaS化保驾护航；

并行设计仿真云是面向CAD/CAE设计仿真领域的云平台，集成图形图像加速、资源共享、数据安全管控的软硬件一体化云平台解决方案。主要应用于航空航天、机械制造、能源交通、建筑设计、电子设计等行业，是新一代的多用户设计仿真云平台；

更重要的是，作为一家提供超算服务的公司，并行科技可以针对用户不同层次的运维服务需求，为用户提供推出的一套切合高性能计算行业的运维服务，包括开发运维、在线运维、巡检运维和驻场运维服务等。方案集合了线下和线上模式，7×24小时全时段为集群系统保驾护航，助力科研计算。

纵观本次大会，无愧于行业“顶尖盛会”的称号，无论是在技术展示、应用生态还是在行业影响力上，都达到了前所未有的高度，也符合““打造全球开放式HPC交流共享平台”的愿景，加速了高性能计算产业的技术和应用交流，也势必为产业带来更快的发展。