“微軟進(jìn)入高性能計(jì)算(HPC)領(lǐng)域歷史很短，幾年前在全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)(Top500)中看不到微軟的名字。2008年底，微軟與曙光和上海超級(jí)計(jì)算中心合作，排到了第10名。”微軟負(fù)責(zé)HPC的服務(wù)器與工具事業(yè)部高級(jí)總監(jiān)Vince Mendillo近日在接受專(zhuān)訪時(shí)表示。

　　高性能計(jì)算機(jī)的歷史已經(jīng)有50多年了，即便從1993年Top500開(kāi)始發(fā)布排名算起，也快30年了。與之相比，微軟高性能計(jì)算的歷史確實(shí)很短：微軟第一款高性能計(jì)算產(chǎn)品Windows Compute Cluster Server 2003是在2006 年6月才正式發(fā)布。至于說(shuō)主打產(chǎn)品Windows HPC Server 2008則是在2008年9月才發(fā)布。

　　然而，歷史很短的微軟高性能計(jì)算部門(mén)不僅擔(dān)當(dāng)著微軟進(jìn)軍高性能計(jì)算市場(chǎng)的責(zé)任，而且還肩負(fù)著引領(lǐng)Windows走向并行的義務(wù)。

　　并行化微軟的動(dòng)力

　　高性能計(jì)算日趨廣泛的應(yīng)用和x86平臺(tái)的多核化，已經(jīng)改變了高性能計(jì)算市場(chǎng)陽(yáng)春白雪的形象，也成為微軟進(jìn)入高性能計(jì)算市場(chǎng)的兩大契機(jī)。

　　“如今，科學(xué)界、工業(yè)界、政府甚至分析師用戶(hù)都面臨著同樣的問(wèn)題——有待處理的海量信息，因而對(duì)計(jì)算性能的要求越來(lái)越高。我們認(rèn)為，水平擴(kuò)展(Scale Out)是徹底解決這一問(wèn)題的方式。高性能計(jì)算不是要把單臺(tái)機(jī)器做得非常大，而是應(yīng)通過(guò)機(jī)群來(lái)實(shí)現(xiàn)。”Mendillo表示。

　　與此同時(shí)，x86平臺(tái)多核化帶來(lái)的并行編程挑戰(zhàn)也在顛覆Windows平臺(tái)傳統(tǒng)的串行編程的模式。

　　“x86平臺(tái)多核化的發(fā)展趨勢(shì)，使得在不久的將來(lái)人們就能用上有幾十個(gè)內(nèi)核的PC。但是現(xiàn)有的大多數(shù)軟件還無(wú)法適應(yīng)硬件上多核技術(shù)的發(fā)展。最核心的問(wèn)題就是并行編程，原有的編程方式和算法都已經(jīng)過(guò)時(shí)。如何讓開(kāi)發(fā)者或用戶(hù)能非常容易地把并行軟件開(kāi)發(fā)出來(lái)，這對(duì)微軟來(lái)說(shuō)是非常重要的。”Mendillo表示。

　　“并行計(jì)算是高性能計(jì)算必需的，也是Windows平臺(tái)發(fā)展的方向。盡管我們高性能計(jì)算部門(mén)現(xiàn)在還處于初期階段，但我們努力的方向是讓微軟整個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)都向著這個(gè)方向發(fā)展。在微軟內(nèi)部，我們相當(dāng)于推動(dòng)Windows平臺(tái)并行化的動(dòng)力。”

　　“微軟在高性能計(jì)算上的投資非常大，這將會(huì)影響到整個(gè)公司所有的產(chǎn)品部門(mén)，不僅涉及到操作系統(tǒng)及其上的軟件，還涉及到開(kāi)發(fā)工具。比如說(shuō)，我們不斷地開(kāi)發(fā)新的工具以便讓并行編程變得更容易一些，我們也在考慮Windows HPC Server與.NET的并行延伸，我們還和Visual Studio開(kāi)發(fā)工具部門(mén)密切合作，以便讓開(kāi)發(fā)者能更快地開(kāi)發(fā)出并行軟件。”Mendillo表示。

　　高性能計(jì)算四處著手

　　4月7日，微軟通過(guò)提供網(wǎng)上下載，擴(kuò)大了最新版本W(wǎng)indows HPC Server 2008 R2的beta測(cè)試范圍。

　　Mendillo表示，微軟主要是在四個(gè)方面提高了新版軟件的性能和功能。

　　高性能計(jì)算首先就是要實(shí)現(xiàn)高性能。“盡管Linux進(jìn)入高性能計(jì)算市場(chǎng)已經(jīng)很多年了，但在模擬兩車(chē)相撞的通用有限元分析標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中，隨著處理器內(nèi)核數(shù)的增加，我們產(chǎn)品的性能表現(xiàn)至少與Linux一樣，有些時(shí)候甚至超過(guò)它們。”Mendillo表示，“擁有強(qiáng)勁浮點(diǎn)性能的GPU作為性能加速器已經(jīng)越來(lái)越多地被用在高性能計(jì)算系統(tǒng)中，我們現(xiàn)在的測(cè)試版已經(jīng)包含了對(duì)GPU的支持，開(kāi)發(fā)者可以在嵌有NVIDIA公司GPU編程工具的Visual Studio上，對(duì)GPU進(jìn)行編程。”

　　二是加速Excel運(yùn)算。切不要以為這是殺雞用牛刀。Mendillo介紹說(shuō)，使用Excel的人壽保險(xiǎn)精算其運(yùn)算量非常大，在高端PC上要跑14個(gè)小時(shí)，而后來(lái)這家保險(xiǎn)公司使用32節(jié)點(diǎn)的機(jī)群系統(tǒng)后，耗時(shí)只有2.5分鐘。

　　如今高性能計(jì)算用戶(hù)面臨這種尷尬的情況：一方面渴求計(jì)算資源，另一方面大量的桌面計(jì)算資源被閑置。Windows HPC Server 2008 R2提供了名為“工作站機(jī)群”的功能，把桌面上的工作站和PC閑暇時(shí)間的計(jì)算資源整合成一個(gè)高性能計(jì)算系統(tǒng)，這是其三。

　　最后一點(diǎn)則是由于高性能計(jì)算系統(tǒng)通常都是異構(gòu)平臺(tái)，因此跨平臺(tái)的互操作性就顯得很重要了。“我們從客戶(hù)那里了解到，有些客戶(hù)過(guò)去一直在使用Linux機(jī)群，現(xiàn)在想用Windows方案。這樣客戶(hù)原有的投資和Windows之間的互操作就十分重要了。”Mendillo表示，“微軟與Adaptive等三家公司合作，為用戶(hù)提供雙啟動(dòng)以及動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡等功能。”

　　生態(tài)環(huán)境是當(dāng)務(wù)之急

　　沒(méi)有哪個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)擁有的應(yīng)用能超過(guò)Windows平臺(tái)。眾多的應(yīng)用和規(guī)模最大的用戶(hù)群既是微軟在PC市場(chǎng)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，也為后來(lái)者的追趕筑起了壁壘。Windows今天的成功很大程度上應(yīng)該歸因于Windows平臺(tái)生態(tài)環(huán)境的成功。

　　然而，作為高性能計(jì)算市場(chǎng)的后來(lái)者，微軟在改進(jìn)產(chǎn)品的同時(shí)，還必須建立起基于Windows的高性能計(jì)算生態(tài)環(huán)境。

　　“微軟正在努力提高對(duì)并行計(jì)算的關(guān)注度，我們將在函數(shù)庫(kù)、調(diào)試、分析和診斷等方面為客戶(hù)提供簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具，幫助用戶(hù)更好地管理現(xiàn)有的應(yīng)用，并且讓更多的開(kāi)發(fā)人員能夠在多處理器和多核環(huán)境下開(kāi)發(fā)出更多的并行應(yīng)用，最終讓用戶(hù)受益于并行計(jì)算。微軟與合作伙伴之間合作非常密切，我們會(huì)對(duì)他們進(jìn)行詳盡的技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)，微軟的咨詢(xún)部門(mén)也會(huì)為合作伙伴提供更深入的支持。”Mendillo表示。

　　系統(tǒng)、技術(shù)和應(yīng)用的復(fù)雜性是高性能計(jì)算與PC平臺(tái)的顯著不同，因此，微軟在高性能計(jì)算特別是其高端領(lǐng)域介入應(yīng)用的程度要遠(yuǎn)比PC平臺(tái)深得多。比如說(shuō)高性能計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)，不僅需要微軟高性能計(jì)算部門(mén)介入，有時(shí)候甚至需要平臺(tái)產(chǎn)品部門(mén)的開(kāi)發(fā)人員修改代碼。合作伙伴難免會(huì)擔(dān)心微軟也在應(yīng)用領(lǐng)域與之分羹。

　　Mendillo說(shuō)：“我們一貫的策略就是在背后支持合作伙伴發(fā)展，我們的介入也是為了更好地服務(wù)客戶(hù)，幫助合作伙伴成長(zhǎng)。”

　　“隨著微軟對(duì)高性能計(jì)算日趨重視，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)部門(mén)參與進(jìn)來(lái)，于是，微軟成立了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)來(lái)負(fù)責(zé)內(nèi)部資源的協(xié)調(diào)，我和我們部門(mén)的幾位同事都是成員。”Mendillo表示。

　　記者手記

　　HPC大眾化的商機(jī)

　　高性能計(jì)算正走下神壇。在從傳統(tǒng)的科學(xué)計(jì)算與軍事應(yīng)用等狹小領(lǐng)域擴(kuò)展到廣闊的商業(yè)市場(chǎng)的過(guò)程中，系統(tǒng)和軟件的形式從定制或半定制變?yōu)橥ㄓ?，讓x86 CPU在HPC市場(chǎng)大行其道，同時(shí)也為Windows做好了硬件鋪墊;用戶(hù)從計(jì)算專(zhuān)家變成了商業(yè)人士為擅長(zhǎng)易用性的Windows及其上眾多的應(yīng)用找到了用武之地。

　　但是也不能低估多核技術(shù)給并行計(jì)算帶來(lái)的挑戰(zhàn)，畢竟Windows平臺(tái)上多年積累的應(yīng)用大多是串行的。雖說(shuō)水平劃分的開(kāi)放體系成全了PC產(chǎn)業(yè)的輝煌，但在全新技術(shù)的實(shí)施上卻是異步的：英特爾先做出多核CPU，微軟的Window再對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，然后是數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用平臺(tái)軟件的并行化，最后才輪到開(kāi)發(fā)商在其上開(kāi)發(fā)并行應(yīng)用。

　　因此，如何縮短全新技術(shù)在Windows生態(tài)鏈中異步傳遞的時(shí)間，將眾多的Windows應(yīng)用快速遷移到并行平臺(tái)，關(guān)系到微軟在HPC市場(chǎng)的擴(kuò)張速度。