中國超算服務(wù)，誰主沉浮？

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

起因是，北京并行科技股份有限公司（以下簡稱并行科技）總經(jīng)理陳健從超算建設(shè)投入產(chǎn)出比的角度提出，雖然中國超算近年來取得了矚目的成就，但超算服務(wù)的模式還很落后，特別是一些自建院系、單位級和用戶組級超算集群（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)濟式”超算服務(wù)形態(tài)，急需改進、創(chuàng)新。

如何為科研提供更好的超算服務(wù)，是中國超算的一大命題。

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“國內(nèi)外大超算平臺排隊上機——自建超算集群——租用超算——超算云服務(wù)”的過程，這是一個“從落后的生產(chǎn)力逐漸過渡到更先進的生產(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”類比，在陳健看來，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，不如大家都把需求集中起來，把無數(shù)的“兩畝地”匯集成“萬畝良田”，大家通過超算云服務(wù)的形式，從大型超算上按需購買計算資源，不但可減少浪費，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)機具的”——只有大型超算（萬畝良田）多了，“現(xiàn)代農(nóng)機具廠商”才好開張。

但是，超算全部上云（指服務(wù)模式，并非云計算），現(xiàn)實嗎？

虛擬化和云計算專家麻清剛提出，從技術(shù)上來講，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?！?/p>

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

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

樊春說，對于大部分超算用戶來說，速度和價格是排在前兩位的。超算中心對外提供計算服務(wù)，只有同時滿足這兩點，用戶才愿意買單。

且不說“拉一條400G的網(wǎng)絡(luò)專線”是個很大的前提，僅超算服務(wù)“全盤云化”這一點，中科院計算所研究員、國家超級計算濟南中心主任張云泉就不太認(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

樊春還提出一個問題：“超算云技術(shù)管理上無法降低成本，從而無法降低對最終用戶的價格，這是超算云發(fā)展的最大障礙?！?/p>

這一觀點與陳健提出的觀點相悖。陳健此前在接受《中國科學(xué)報》采訪時稱，超算云服務(wù)商的角色，就是通過研發(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——把超算的每核時成本降低至一毛錢。

二者的矛盾點在哪？

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

一方面，陳健認(rèn)為樊春所在的北京大學(xué)校級高性能計算平臺，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，是因為并行科技也實現(xiàn)了規(guī)模效益，通過這條光纖專線，并行科技有每年數(shù)千萬元的超算云服務(wù)經(jīng)營額。

“這（超大帶寬網(wǎng)絡(luò)光纖）是一個極具規(guī)模效益的基礎(chǔ)設(shè)施投入?！标惤「袊@。

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

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1.5萬個客戶，并行科技給用戶提供的超算價格，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2億元，預(yù)計2019年會達到3億元。

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

沒誰能“一統(tǒng)江湖”

以云服務(wù)的方式提供超算資源，這塊市場上并不只有并行科技。阿里云等云計算巨頭，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，國家超級計算天津中心就是一例。

“我們做超算云，是為了讓用戶用起來更好用?！眹页売嬎闾旖蛑行囊晃灰竽涿膶＜艺f，“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)形式確實可以降低用戶使用門檻，讓用戶用起來更簡單，但不應(yīng)過分夸大使用模式（對中國超算實力提高）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)問題。

阿里云高性能計算負(fù)責(zé)人、資深技術(shù)專家何萬青也持類似觀點。他說，超算是個大生態(tài)系統(tǒng)，中國是個超算大國，必然有各種模式的超算集群——有國家投資建設(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算公司提供的商用系統(tǒng)，“只要用戶認(rèn)為他出的價格符合自己所需的價值，就是合理的”。

至于超算服務(wù)的價格，何萬青認(rèn)為：“價格永遠(yuǎn)是市場行為，甲之蜜糖，乙之砒霜。有的用戶愿意出高價購買，其他用戶也許棄之若敝履，這就是市場。”

何萬青舉例說，一些科研型和渲染型客戶，他只在靈感或者創(chuàng)作來了之后，才會啟動計算的點對點模式，這時候資源靈活調(diào)度和自動伸縮比線下性能優(yōu)化更重要——而這其實是云計算比較擅長的領(lǐng)域。

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

超算應(yīng)該部分免費嗎

在超算平臺建設(shè)方面，陳健提出，事實上目前我國的國家級超算一直是不核算建設(shè)成本的，對重大應(yīng)用采取免費或者低價支持的措施；一些高校超算，一般采取免費或低價使用手段，“其實都是虧本在服務(wù)校內(nèi)用戶”。

對此，在超算領(lǐng)域從業(yè)多年的中科京云總經(jīng)理賀建海提出一個大膽的想法，“我認(rèn)為國家級超算應(yīng)該向基礎(chǔ)研究提供免費計算資源?！?/p>

曾在三家國家級超算中心工作、現(xiàn)任職于鵬城實驗室人工智能研究中心的王丙強認(rèn)為，該出發(fā)點雖好，但在實際操作中，可能會帶來混亂：誰會對免費的東西不動心？

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

張云泉也覺得，免費難免浪費，但面向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，超算可以嘗試提供盡量低的價格，降低獲取成本。

樊春結(jié)合他們在北大高性能計算平臺提供超算服務(wù)的經(jīng)驗提出，面向那些小規(guī)模短時長、納入教學(xué)任務(wù)的超算使用需求，可以且應(yīng)該免費，以降低學(xué)生學(xué)習(xí)的門檻；

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

“收費是為了防止濫用資源，不是為了賺錢?！狈赫f，收費的價格要讓“挖礦”等無利可圖。

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

樊春還提出，如果高性能計算免費的話，就需要一個跨學(xué)科的專家委員會來分配資源。

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

一位高能物理應(yīng)用領(lǐng)域的匿名用戶認(rèn)為，國內(nèi)許多公共服務(wù)平臺類的大科學(xué)裝置采用的模式是，國家財政支持裝置的運行經(jīng)費，除企業(yè)用戶外，裝置不得向科研用戶收費。用戶提出機時申請，用戶委員會對申請進行評審篩選。

“事實上科研用戶的經(jīng)費也是從國家財政來的，倒一道手沒什么意義。”他表示，“這種只管建設(shè)不管運行的模式未必是好模式?！?/p>

一個問題是，如果相關(guān)主管部門對科研級超算應(yīng)用實行免費或低價，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。

“這個行業(yè)雖然不如傳統(tǒng)云計算獲利空間大，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，拓展整個高性能計算行業(yè)?！?/p>