瑞士名校怎么搞HPC 华为有一套方法论

空气动力学、空间技术的开发；长期气候预测、高精度天气预报、海洋环流计算、空气与水污染的模拟分析、洪水与地震等灾害的预报；发动机设计、模具设计、生物新药设计、风洞试验仿真、石油地质勘探及新材料研究……所有这些与HPC（High Performance Computing，高性能计算）都紧密相关。

发展速度极快、应用愈发广泛，这就是 HPC当前的现状。之所以会呈现这样的态势，主要是出于两方面的原因。一是需求促使，当下是数据社会，数据量越来越大、再加上人们对数据分析效率的追求越来越高，需要更强大的计算力做支撑；二是技术进步，信息技术这些年发展很快，HPC资源的获取之前需要大量的人力、物力投入，而现在以比较小的代价就能享受其强大的能力。

二者相互交织、促进，使得越来越多的行业开始使用HPC，感受HPC带来的变革。这其中，高等教育行业绝对是一个典型。粗略统计了一下今年6月发布的全球高性能计算机(HPC)TOP500榜单，其中有41套归属于大学，占比超过8%，分量可想而知。

为什么高教行业对HPC的需求那么强烈？与HPC快速普及的原因一脉相承，但高教的特点更突出。

拿汽车制造业来说，汽车生产企业会利用HPC进行车辆设计，而高校也会有相应的课程，也会用到HPC，二者都有需求。所不同的是汽车制造商只利用HPC干汽车制造这一件事，而高校还会有物理、化学、生物等其它学科需要HPC的能力。也就是说，相比企业，高校在HPC领域的应用范畴更广。到此，也就不难理解为什么HPC能在高教行业发展如此之快了。

为了更进一步探讨高教对HPC的使用情况，这里举一个实际案例，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL) 。

EPFL，世界顶级高校，QS世界大学排名第12，工程技术领域和自然科学领域享有极高的声望，拥有来自全球120个国家和地区的学生、教授和职员。为了保持业界领先的科研水平，EPFL一直在加强HPC系统的建设，早在2008年就建设了第一套HPC系统服务于全校师生。

着眼于未来的竞争力提升，从去年开始EPFL就计划对其HPC系统进行升级扩容。升级的理由很简单，资源不够用了。在EPFL给出的需求表中，最显眼的一栏是应用需求，HPC benchmark，HPL，HPCG等基准测试要满足；科学、工程、生物、医疗等各种应用，其中既有EPFL自行开发的也包括开源的都要能运行。

除此之外，还有很多硬性条件，比如理论计算能力≥475TFlops，共享存储≥340TB，读写带宽40G/s，整个系统不能超过8个机柜，单机柜功耗不能高于25kw；系统要开放、易管理、易扩展，而且合作伙伴要有足够的技术前瞻性，能为EPFL未来5年建设5PF HPC集群的总目标提供足够的支撑力。

单独看某一方面的需求可能还比较好满足，但如果把所有需求都集中在一起，会发现这块骨头并不好啃。没有压力也就没有动力，华为和当地系统集成商Transtec迎难而上经过多次详细分析，最终给出了现在的方案，拓扑图如下：

其中，计算节点408个FusionServer XH620，每个节点是两路至强E5-2690 v4处理器，理论计算峰值475.2TFlops，网络采用2层Fat-Tree组网，Infiniband高速网络，存储系统是6套OceanStor 5800+GPFS并行文件系统，容量计350TB。

在这套方案中，华为采用了很多领先的产品和技术，带来的效果也十分显著。比如华为X6800高密度服务器的应用，使得单机柜计算能力提升70%的同时，机柜的部署数量也节省了40%。因为X6800在4U空间内能最高容纳8个计算节点、16路处理器，而采用普通的1U双路服务器则需要8U空间。这样一来，408个计算节点只需要6个机柜就能满足，而不是10个。

再比如，X6800中采用的散热工程设计，再加上DEMT动态节能技术，使得能耗比传统机架服务器降低10%-20%。

更多特性不再一一列举。凭借高效、高性能、高可扩展性、易管理等特性，华为的这套方案受到认可并得以部署。而从现在的实际应用情况看，这套方案完全满足用户需求，402TFLOPS的实测数据，计算效率达到89.3%。

今年6月，EPFL与华为共同宣布其科学IT和应用支持(SCITAS)部的Fidis HPC集群成功上线。

EPFL SCITAS执行董事Vittoria Rezzonico女士在接受采访时对华为给予高度评价。她说:“Transtec和华为紧密合作，为EPFL提供了一个顶级高质量的系统，很好地满足了我们在高性能计算学术领域的需求。华为技术工程师为我们介绍的出色的硬件解决方案以及Transtec专业的规划、安装和配置服务,让我们印象非常深刻。”

从这个应用案例中能明显看出两点，一，EPFL虽然是个案，但反映的是几乎是所有高校的诉求，那就是高校HPC的应用范围很广，对HPC的需求很强烈。二是高校的对HPC系统的要求很严苛，应用多，而且受限于场地等多方面的限制，对解决方案提供商的能力要求极高。所以，从另一层面看，能接下并完成这样高难度的项目也体现了华为HPC的实力。

事实上，在EPFL这个项目中的表现可以视为华为HPC这两年发展的一个缩影，能力提升快、市场拓展快。看看下图就能明白华为在HPC领域的进步有多快。

2013年HPC TOP500榜单中只有华为一套系统，即便到了2015年也只有两套，但是2016、2017两年迅速攀升到了16、20套。毫无疑问的是，华为HPC已经展现出了极强的竞争力，示范效应开始显现。

据悉，华为HPC已经实现了广泛的行业覆盖，并有很多标杆性的客户，比如大学TOP15的客户中有四个是华为的，国家级超算中心华为参与建设了20个，TOP3的制造业客户中有两个选择了华为，在能源行业，华为更是拿到了第一名。

这就是华为，不鸣则已一鸣惊人。当它认真投入做一件事情的时候，势必爆发出不一样的能量，HPC如此，服务器、存储、网络均如此。假以时日，华为HPC能达到怎样的高度？不可估量。

最后值得一提的是，在9月即将召开的华为全联接大会2017上，华为还将有劲爆的HPC产品发布。是什么？现在还不得而知，但必定会给华为HPC的发展再添砖加瓦，不知道下一次HPC TOP500榜单发布时，华为会交出怎样的成绩单，值得期待。

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