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世博官网丨Xtecher封面 阿里云何万青:搭建首个全球云上超算中心,做超算能力的普惠者-Xtecher

时间:2018年01月09日 | 作者 : admin | 分类 : 全部文章 | 浏览: 76次

丨Xtecher封面 阿里云何万青:搭建首个全球云上超算中心,做超算能力的普惠者-Xtecher

阿里云上线了新的异构计算实例和高性能计算平台,引发行业关注。这件事,把以往各国专家争相登顶的高性能计算能力“珠峰”,变成普惠覆盖的“青藏高原”。这个高性能计算平台背后的团队带头人、超算专家何万青,带着十几年超算生涯的积淀,用半年时间闪电开发云端超算中心,他是怎么做到的?
作者、采访|郭宝婷
编辑|小鱼
网址|www.xtecher.com
微信公众号ID|Xtecher
高性能计算能力,又称“超算”,是国家科技竞争力的重要指标。
早在2013年,中国“天河2号”超级计算机荣登全球超级计算机500强榜首东至人才网 ,这是继2009年后,中国制造再获此殊荣,意味着中国在全球科技版图中再次巩固了自己的地位。
何万青博士,就是这项成就的推动者宇宙农民。从上海交大博士毕业后的近20年间,何万青始终专注于高性能计算能力的推进。他曾担任英特尔高性能计算团队负责人和高级架构师,也是“天河2号”超级计算机英特尔支持团队核心成员之一。
2017年2月,何万青加入阿里云,他迎来了个人生涯与高性能计算受众转变的双重节点——过往对超算能力的探究,是各国“攀登珠穆朗玛峰”的比拼,现在,他的团队要做的,是把高性能计算能力变成普惠覆盖“青藏高原”,从而降低技术门槛,人人可以轻松使用。
降低超算使用门槛
曾经,超算在中国可望而不可及。2005年,何万青开始在英特尔组建高性能计算团队,那时中国自己的超算还处于起步阶段,计算能力制高点始终被美国和日本垄断,大部分超算机器也是从国外买的,受到严格监管。业内传说气象局曾有一套IBM的机器,会由国外工作人员在玻璃房子外监视,因为厂家怕自己的机器在中国被用来做核模拟。可见计算能力在国家科技实力中的重要性和敏感程度圆白菜炒粉丝。
2005年左右,国内各大高校研究机构还有超算中心积极自建超算,领衔的有曙光、联想这样的公司。中国逐渐在国际榜单上崭露头角,排名不断提升。到2009年,“天河1A号”首次夺冠。但一年后它的名次就掉下来了,因为国际竞争异常激烈。
随后,在中国科学家的努力下,超级计算机“天河2号”连赢了6届冠军,中国逐渐取得了科技领先的地位。
超算中心的竞赛,就是计算界的奥运会。奥运会上,各国都在争世界第一。参与了多年计算“奥运会”的何万青发现,连赢很多届“奥运会”后,大家不会再看金牌数,而是会关注到“全民健身”程度。
此时,人工智能浪潮催生的计算迭代需求,早已超过摩尔定律。摩尔定律是单个CPU的发展速率,但超算的上升斜线甚至更加陡峭。科幻小说《三体》在2008年描写的世界上最快的计算机进行“五百万亿次浮点运算”,其实在这本书出版的当年就被超越了。超算发展的速度远比人想象的要快,但这个速度主要把握在国家科技科研机构手里,企业和大众享受不到。
市场迫切需要的不再是“金牌”,而是计算能力整体的获得和提升。计算能力是人工智能产业大规模的爆发的原动力,有了高性能计算能力,深度学习成本将缩减一半,大幅降低人工智能计算门槛。
而现实却是,高性能计算能力由超算中心和大型科研中心把握,企业、公众与计算能力应用之间有巨大断层。
排队难。超算中心没办法提供随时随地的服务,企业要通过一定的手续才能使用到超算中心的计算能力。其次,规模不能伸缩,企业无法保证取得自己所需规模的计算能力。以及,高性能计算软件收费贵,基本是按核数和使用时间来算,一旦时间把控不好,就会出现一次性付了一大笔钱却用不完,或是超了时限不够用的情况。
直到2016年,计算能力发展已经成熟,人工智能引爆超算需求,是时候把过往追求金牌的力量用在提高“全民健身”上了。将高性能计算普及给大众,何万青确定,“这就是我未来要做的事”。
“上云”,从珠峰到高原的普惠覆盖
“阿里的愿景西安金翅鸟,是给更多中小企业普惠互联网能力,让他更好地做生意、把东西卖出去。现在超算也到了这个阶段,计算能力可以产生更好的设计、生产和创新。阿里云飞天研发负责人李津曾打了个比方,我们不做珠穆朗玛峰、不做奥运会了,我们去做一个青藏高原。这句话我特别特别认同。珠穆朗玛峰海拔8848米,但在青藏高原生活的人来看,也就是四千多米,因为青藏高原本身就平均海拔超过四千米了。你知道,在中国超过四千米的高峰有32座。”
何万青现在要做这件降门槛的事,他看到,市场的需求很大,而阿里巴巴集团除了有过硬的技术支撑以外,一贯有技术普惠的情怀大目老师 。
把以往是“珠峰”的高性能计算能力变成“高原”,怎么做?答案只有一个,上云。
“把高性能计算能力做到云端,虚拟化、去硬件化,这样才能让人随时随地随需取用,解决以往排队难、规模不可控、花费高的痛点。”
但对高性能计算“上云”这件事,做这行的技术专家一开始不太接受。 “超算这个领域的人,都有对性能的极致追求”卢浮宫三宝,而超算一旦虚拟化,性能一般会有损失。以往做高性能计算,技术人员都轻车熟路,因为只要在物理机群上搭建即可,以现在的技术水平来说毫无难度,但上云完全是另外一回事。
“我们以前做了十多年,作为厂商,不管是戴尔、惠普、IBM、英特尔,做高性能计算大家已经熟门熟路。云平台是为分布式计算发明的,但超算是并行计算,是集中使用机器,云端是分散使用机器,所以这个过程中有适配的问题,要重新设计。”
“上云”不仅仅是计算能力虚拟化的纯技术问题武泽锦熙,还要充分考虑到怎样从阿里的飞天平台上“长出来”,打造成一个基于已有云端平台的产品,而不是反向地做一个产品来迎合平台。
阿里云八年的虚拟化技术和产品积累,以及不断的创新,保证了用户不用担心上云的性能损失。阿里云陆续完成了计算、网络、存储三辆马车的升级,性能提升幅度非常大,加上成熟的“飞天”技术,何万青相信,阿里云完全可以承担起高性能计算“上云”这件事,并提供一个不断进化,“充满升级活力”的计算平台。
互联网公司快节奏的作风,也让何万青在大呼“在互联网公司就是太忙了”的同时,倍感高效和充实。
2017年2月正式加入阿里云后,何万青和他的团队加班加点拼了半年时间,2017年9月,阿里云的弹性高性能计算平台E-HPC邀测版上线。
9月12日,阿里云在北京正式亮相了异构计算家族,推出一系列满足人工智能、高性能计算需求的计算实例。作为其中一员,E-HPC面向对传统对高性能计算有强烈需求的高校科研机构和企业用户,也是中国首个公共云上的HPC as a Service产品攀西人才网。
E-HPC建立在阿里云强大的的GPU和CPU基础架构之上, 提供了和阿里云产品无缝结合的高性能计算全部软件栈。
“如果把传统超算中心比作‘珠穆朗玛峰’,那么阿里云的E-HPC则是将高性能计算做更普惠的覆盖,成为高性能计算的‘青藏高原’蔡轩正。”平台的上线,何万青感到非常欣慰。“我们可以干大事,就是这种感觉”。
对标集群环境的普惠高性能计算
在人工智能领域,新一代的异构加速计算平台可将深度学习成本缩减一半,大幅降低人工智能计算门槛;而基于阿里云异构平台的全新高性能计算实例E-HPC,可一键部署获得媲美大型超算集群环境的“云上超算中心”。
高性能计算上云,亚马逊和微软也尝试做相似的事,比如亚马逊的AWS在国内也有一些人在用。另外,传统的超算中心也在试图出售多余的计算能力。
与竞品相比,阿里云高性能计算平台的优势在哪里?
阿里云胜在门槛低、体感好、PaaS平台完备、自动化水平高。“阿里云的平台可以全自动生成机群,连接多个节点,便捷度和弹性上都更具优势。”
阿里云异构计算平台的盈利空间和市场又在哪里?
何万青说,“创业公司是一定会用云资源而不是自建数据中心的”,这是因为,相比把资金和精力花在硬件和机房上,创业公司更核心的精力会花费在商业和产品创新上。高性能计算上云后,按时、按需收费的方式,将轻便地解决企业以往计算难的问题。
同时,在阿里云ECS和异构计算基础架构上的PaaS和SaaS是阿里云超算平台的亮点,也是云端超算平台的盈利点。
比如汽车公司需要渲染模型,想用程序跑一下看看设计得好不好,彭晓冉但汽车工程师并不是计算机高手,这时就会用到云上超算服务钟蒙修,按需取用,用户的花费比过去更低,更不需要外包或购置机器和搭建管理机房。
“用户要的是一个生产流程,其实就是工艺,现在国内外有很多第三方服务商做,他们把软件跟用户的生产的过程结合起来这种外包的方式。用户现在用我们的平台跑,我们按照时间收费,不用再像以往一样外包给别人。”
如何不断提升用户的体验度?
“提供的弹性、完善的开发环境,可以让用户以较低成本、最大的灵活度在云端快速搭建完整的超算集群和硬件加速服务,真正做到将高性能计算能力普惠到大众。”
高性能计算普及是未来的方向
阿里之所以专注高性能计算这一块,是因为“看到了未来的方向”。
“将来要让人们像使用水和电一样来使用云的计算资源。我在咖啡厅,就可以跑一个科学假想的数值模拟,只用八、九个计算节点,就能把分子动力学模拟了。高性能计算上云这件事情很不容易,但我们确信它是未来的方向。阿里看的是未来十年,做的是对未来有巨大价值的事情,而人们一定会为价值买单。”
机器不是阿里的市场,硬件也不是阿里的市场。阿里想做的,是改变生产方式。
“阿里云的虚拟化技术和弹性能力已经非常先进,以此为基础,我们可以提供一种颠覆性的生产方式、生产资料。”这就好比微软的office365网站,微软把办公套件上云以后,大家不用再买office套装,而是按需付费,使用的素材和模板也在云端共享,同时还杜绝了盗版问题,提高了软件厂商开发的积极性。比起传统卖办公软件的方式,这就是一种颠覆。
“未来的并行计算、高性能计算有很大的市场,目前市面上的服务是不够的,用户才有这些痛点。”
何万青回顾自己的超算的职业生涯,是一个从“专业”到“普惠”的转变,加入阿里云是个转折点。
第一个阶段是专业,国内超算领域的专家、大牛每年会得到国家的拨款买机器,推进超算技术。第二个阶段就是普惠,将原本属于科学家、教授、研究中心的资源,普惠给需要创新的企业和大众。“今天高性能计算和你我的生活息息相关——石油勘探,天气预报,基因制药,汽车设计,航空航天,金融期货,数字电影和人工智能等都离不开高性能计算,科学研究,教育科研在大量使用高性能计算,高性能计算上云,将直面这十几年来摩尔定律多核带来的并行计算挑战,让中国大量中小企业和科研教育界,能够获得触手可及的超算让创新能力升级。”
十几年的努力中,何万青有两个充满成就感的时刻:第一次,是“天河2号”夺冠时,有种“一个人和一个大项目绑在一起”的成就感。第二次,是他在阿里云带领新团队把高性能计算能力上云了代号花木兰,做了一个用户体感好的平台出来,收获的不再是像获得世界第一时的光荣自豪感科技证道,而是一种沉淀下来的自信心。
“我有这个视野,相信这件事一定能做出来。过程中肯定有很多坑,但只要有明确的方向,就像马云老师说的那样,相信就一定能看见。坚信自己做的事情的价值,而且很清楚它的价值所在,自然就不会被别的东西动摇。”
何万青相信,阿里云的普惠精神将带领自己对超算的极致追求走得更远无敌异能卡 ,更能带领大中小企业及需要超算的普通人,走得更远。


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