讓超算有彈性，用超算更自由

阿斯頓馬丁·紅牛車隊是世界一級方程式錦標賽（F1賽車）頒獎臺上的常客。這背后的秘訣，除了紅牛車隊擁有性能優異的賽車和技藝嫻熟的車手之外，他們還有一招“高科技”。

在每次比賽之前，紅牛車隊都會動用超級計算機根據賽道及比賽環境做數字模擬，這包括但不限于使用虛擬風洞來優化賽車的空氣動力學模型、模擬電源散熱效率以讓賽車發揮出最大功率、模擬賽車撞擊來優化車身結構以及讓賽車符合比賽的安全規定等等。總之，借助超級計算機，紅牛車隊會利用一周的時間完成這一系列針對性的模擬和優化，以保證他們在每一場比賽都有備而來。

這是高性能計算機（HPC，也稱超算）有著廣泛用途的一個例證，各行各業都有機會通過超算挖掘潛力。然而麻煩在于，并非所有希望用上超算的人或團隊都有紅牛車隊那樣雄厚的背景，有機會搭建一套完全屬于自己超算平臺。事實上，怎么用上“高大上”的超算，長期以來都是困擾供需兩方的一大難題。

尤其是，HPC當前還面臨著與大數據和人工智能應用融合的新場景。

傳統超算應用的痛點

事實上，各大超算中心不可謂不開放。以廣州超算為例，部署于此的“天河二號”超級計算機作為大灣區頂尖的超算平臺，是粵港澳高校院所眼里的香餑餑。為了提高其資源共享能力，2018年廣州超算還聯合9家粵港澳高校成立“粵港澳超算聯盟”，推動超算資源共享。

青云QingCloud云平臺&服務部高級總監陳海泉觀察后認為，這類大型超算的使用方式有兩個潛在的痛點：不方便和不安全。

傳統的超算中心用戶在申請使用超算平臺時，首先要提交申請，并等待人工審批；當審批得到通過后，用戶需要自行安裝VPN客戶端以連接超算中心提供的登錄節點。

而要說明的是，一些大型超算中心的登錄節點往往是多用戶共享的。陳海泉說，共享登錄節點有兩個問題，一是超算中心為了保證其自身安全，不提供用戶根用戶權限（即root權限），這會給用戶安裝應用軟件帶來一些麻煩——比如用戶如需要安裝系統軟件，需要到超算中心實地現場指導運維人員安裝；二是Linux系統漏洞不可避免，如果漏洞被個別用戶利用得到root權限，就能竊取平臺上其他用戶的數據。

猛增的大數據和人工智能業務，也對傳統超算提出著新的挑戰。

陳海泉認為，大數據應用自帶兩大需求：存儲容量大、存儲要求多（數據類型多樣），單一超算資源難以同時滿足用戶“既要計算性能、又要存儲容量、還要價格便宜”的訴求；而許多人工智能業務則需要充足的GPU資源，以及匹配的軟件框架（如TensorFlow等），這對于以Slurm調度器為主的超算中心而言也意味著很大的挑戰。

鎮痛藥方：彈性高性能計算

洞察到這些痛點，從事企業級云計算服務的青云QingCloud于11月23日宣布入局高性能計算，希望通過云平臺的加持，解決超算應用中的挑戰。

青云用“云平臺+超算”開出的“藥方”，是彈性高性能計算（EHPC）。

彈性，顧名思義，是希望提供的超算資源靈活可伸縮。如何做到彈性？青云的做法是，依托超算中心構建算力池，用公有云服務的方式，提供用戶所需的算力及擴展。簡而言之，青云EHPC對超算中心提供運營服務，對超算用戶提供超算應用入口。

換句話說，青云在超算與用戶之間扮演了一個類似房屋中介的角色。

陳海泉認為，基于上述超算應用的痛點，青云這個“中介”能夠發揮獨特作用。比如，在虛擬化技術加持下，QingCloud EHPC平臺提供用戶獨立（相互隔離的）計算、網絡、存儲空間，用戶擁有獨享的登錄節點，同時借助虛擬化技術還可快速為不同業務構建其所需的運行環境，并可隨時在不同軟件平臺切換，充分利用超算中心的硬件資源滿足各類業務需求。

擁有獨享登錄節點并不是EHPC的全部，畢竟獨享登錄節點和獨享HPC集群還有所區別。據QingCloud EHPC產品經理苗慧介紹，青云還可為用戶提供獨享的EHPC集群。

在獨享EHPC集群下，用戶可以擁有一個根用戶賬號（root賬號），這使得用戶不僅能夠自由安裝所需系統軟件，還可以自由搭配所需的計算、存儲、網絡等硬件，以滿足特定業務場景。當然，這種模式下也不必排隊等待，可以像紅牛車隊那樣自由地享用超算便利。

不排隊不浪費的算力網絡

在為傳統超算應用中存在的痛點開出藥方的同時，也考驗著青云QingCloud這樣的“中介”的技術能力。他們一頭連著超算，一頭連著各行各業的用戶，需要不僅摸得清超算的“脾氣”，還要對不同專業有所洞察：他們用什么軟件、該如何調試運行腳本、出現問題該怎么應對等等。因此，這是一個技術含量高、綜合能力強的“中介”角色。

青云是一家有著公有云服務基因的技術公司，他們在與用戶的交互中也有機會鍛造一批交叉技術人才。苗慧也表示，青云有專門的EHPC技術支持隊伍，現在規模有數十人，他們主要面對非計算機專業用戶的應用問題。當然，作為必備，QingCloud EHPC還有豐富的應用軟件，涵蓋分子生物學、新材料、新能源、大氣海洋環境、地球物理等領域，這些軟件通過共享軟件目錄的形式，供用戶調用。

目前，青云已經與某國家級超算中心等超算平臺展開合作，通過將超算中心接入分布式云節點的方式，讓超算平臺實現開放共享。