HPE進軍高性能運算 超級運算強勢列陣

Cray的CS-Storm系統配合MASSIVE 運算引擎,專門針對冷凍電子顯微鏡(Cryo-em,Cryo-electron microscopy)拍攝流程,以超高解析度分析分子外形和形狀;拍攝數十萬張高解析度影像後,充滿噪點影像計算變成3D立體電子圖。高解析度 3D 立體模型成像過程,須類似CS-Storm系統的算力。

企業轉型

Hewlett Packard Enterprise(HPE)收購超級電腦Cray後,宣佈將提供全面高性能運算(High-performance Computing,HPC),以及人工智能(AI)產品,應對數據爆炸性增長,HPC、AI和數據分析等應用。

隨著Lenovo高性能運算取得不俗增長,多家雲運算,包括AWS和Azure亦加入了HPC市場。隨著算法不斷開源,高性能運算應用範圍大增。HPE進軍HPC,加上具備全線的運算和儲存產品,預計是Lenovo的最大競爭對手。

HPE收購Cray後,其HPC及AI解決方案,擁有了涵蓋運算、互連、軟件、儲存及服務的端到端超級運算架構,以混合模式或「即服務」(as-a-Service)形式,企業在內部部署高性能的運算。

HPE透過量身訂制的軟件、結接及儲存,提供了涵蓋單一、小型系統,以至百萬兆級的HPC;針對天氣預測、製造業及能源等建模及模擬(Modeling and Simulation)、精準醫療、自動駕駛汽車、地理空間影像及金融服務的AI及大數據分析。

HPE高性能運算及人工智能高級副總裁兼總經理Peter Ungaro表示:「HPE與Cray的結合將重塑HPC行業。解決方案及服務讓客戶能夠在百萬兆級時代發展,協助業務取得突破。透過HPE及Cray產品整合,可就HPC的應用方式,為客戶提供更多選擇及更大控制,涵蓋所有規模,以及從內部至雲,任何環境皆可營運。」

HPE最新的HPC及AI端到端產品組合包括多項服務、軟件、運算、互連及儲存功能:以「即服務」形式使用HPC及AI運算。

較早前,Cray公佈與Microsoft合作,Cray使用Microsoft Azure產品中的HPC技術及系統。HPE計畫透過「即服務」產品HPE GreenLake,為客戶提供更多HPC及AI方案的選項。

HPC及AI系統可雲端方式運作,Cray系統管理軟件建基於容器為本、多租戶架構,使融合的HPC及AI工作負載能夠在單一系統運行,為管理員及開發人員提供當代雲端體驗。

HPE正精簡化Cray程式設計環境(Cray Programming Environment,CPE),並簡化包含多種處理器及加速器之HPC及AI工作負載的應用開發及管理。CPE提供完整開發人員環境,配合軟件套件,提供編譯器及程式設計語言、工具及程式庫,提高程式設計師的生產力、應用升級及性能。

CPE專為簡易移植現有應用設計而設,開發人員只需以最低程度的重新編碼即可轉移現有應用程式作高性能運算,現有程式設計模型更改可減至最低,簡化開發人員轉移至新硬件模式。

HPE 推出的性能叢集管理(Performance Cluster Management,HPCM)軟件,可為高達10萬個節點的叢集提供完整的建置、管理及監控能力,實現裸機(bare-metal)快速系統設置、締合硬件監控及管理、影像管理、軟件更新及電源管理。

HPCM未來將擴大系統支援,以納入Cray系統;嶄新支援讓客戶維持現有HPCM管理環境情況下,選擇更多不同系統。

英國生物科技研究機構Francis Crick Institute以Cray電腦,配合冷凍電子顯微鏡Cryo-em取得多項突破,其中之一張Cryo-em成像3D的立體電子圖,發現愛滋病HIV病毒對於移抑制劑(Integrase strand transfer inhibitor)療法,經過一段時間出現抗藥性的原因;此項研究已發表2020年1月30日《科學》期刊。原來HIV病毒可自行減弱抑制功能,以讓轉錄酶繼續複製HIV病毒。圖中標示的空間就是HIV病毒和抑制劑已出現了分離,無法發揮作用。(圖片來源:Francis Crick Institute)

適應任何規模

HPE已將Cray超級電腦納入產品組合,以HPE Apollo系列提供企業級運算領域領導地位。整合後的運算產品組合,可滿足不同規模運算。產品組合從單一伺服器至大型的超級電腦一應俱全,滿足數據中心高性能計算需求。全新Cray系統將採用Shasta架構,支援首三個美國百萬兆級(Exascale)系統,每秒可進行 1.5 exaflops (1018 ) 次的浮點運算。

HPE提供的Cray Slingshot,重新界定了HPC互連能力,提高速度、降低延時,以處理新數據的爆炸性增長以及HPC與AI工作負載的融合。Slingshot的最低輸送量為200 gbps,加入獨有擁塞控制功能可,支援在單一系統驅動大量數據密集型工作流程所需的性能及規模。

AMD 和 Clay 聯手製造的「Frontier」的Exascale系統,預計 2021 年交付美國橡樹嶺國家實驗室,如今成為HPE的Exascale計畫。

高性能運算整合

HPC儲存也推出Cray ClusterStor E1000,作為HPC產品新型儲存方案,支援持續不斷的數據增長及融合工作負載。ClusterStor在滿足儲存需求之餘,亦能透過其智能化的新數據管理軟件,大幅減少增添額外儲存驅動器的需要。

HPE以HPE Pointnext服務,提供個人化體驗,上述諮詢服務可因應任何數碼體驗或路線圖,提供諮詢、設計及加速部署。HPE將藉助Cray的服務進一步增強相關產品,其中包括安裝、故障處理、系統維護、系統管理及系統最佳化等支援功能。

2019年全球超級計算大會(Supercomputing Conference 2019)於美國科羅拉多州丹佛市舉行,HPE亦已展示若干方案,包括建基第二代AMD EPYC處理器的HPE ProLiant DL385及DL325 Gen10 Plus伺服器,以及AI方案,前者大幅提高了HPC等工作負載性能;後者屬於美國國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory ,NREL)合作研發項目,可提高超級計算數據中心的能源效益及可持續性。

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