中国超算服务，谁主沉浮？

最近，超算领域学术界和产业界人士围绕“中国超算服务创新”展开了一场热烈的讨论。

起因是，北京并行科技股份有限公司（以下简称并行科技）总经理陈健从超算建设投入产出比的角度提出，虽然中国超算近年来取得了瞩目的成就，但超算服务的模式还很落后，特别是一些自建院系、单位级和用户组级超算集群（统称为中小微超算），投入产出比远不及大型超算，且年平均利用率低，这种“小农经济式”超算服务形态，急需改进、创新。

如何为科研提供更好的超算服务，是中国超算的一大命题。

陈健提出的解决方案是“超算上云”。作为超算云服务提供商，陈健认为，超算的使用者大都要经历“国内外大超算平台排队上机——自建超算集群——租用超算——超算云服务”的过程，这是一个“从落后的生产力逐渐过渡到更先进的生产力形式”。

以此为发端，超算领域学术界、产业界人士从各个角度给出了他们的理解和思考。

超算“全盘云化”有其局限

之所以以“小农经济”类比，在陈健看来，自建超算集群就好比自种“两亩自留地”，这些自建的中小微超算有些浪费，不如大家都把需求集中起来，把无数的“两亩地”汇集成“万亩良田”，大家通过超算云服务的形式，从大型超算上按需购买计算资源，不但可减少浪费，还能提高应用效率。

相应的，陈健把并行科技比作“制造大型农机具的”——只有大型超算（万亩良田）多了，“现代农机具厂商”才好开张。

但是，超算全部上云（指服务模式，并非云计算），现实吗？

虚拟化和云计算专家麻清刚提出，从技术上来讲，限制超算“上云”的条件是网络带宽。“如果可以以极低成本拉一条400G的网络专线，超算还真有可能全盘云化——但不一定都是公有云，私有云、企业云、行业云等形态都可能存在。”

但是，带宽问题目前很难逾越。“带宽费用是阻碍我们去内蒙古建超算的最主要原因，节约的电费都给运营商买带宽去了。”北京大学高性能计算平台主任工程师、计算中心系统管理室主任樊春这样说。

内蒙古电价为每千瓦时0.26元。近年来，西部地区利用“超低电费”的条件大力投建IT基础设施，这对于一般的云计算中心来说是个利好，但对于超算而言，并不一定可行。

樊春说，对于大部分超算用户来说，速度和价格是排在前两位的。超算中心对外提供计算服务，只有同时满足这两点，用户才愿意买单。

且不说“拉一条400G的网络专线”是个很大的前提，仅超算服务“全盘云化”这一点，中科院计算所研究员、国家超级计算济南中心主任张云泉就不太认同。

他从超算需求的角度出发，认为目前超算云服务只能支持一些中低端计算需求，那些更快、更大规模的需求，超算云服务的形式还提供不了，“就像当年网格计算声称可全面取代超算一样，超算服务全盘云化几乎不可能”。

超算成本下降还需规模效益

樊春还提出一个问题：“超算云技术管理上无法降低成本，从而无法降低对最终用户的价格，这是超算云发展的最大障碍。”

这一观点与陈健提出的观点相悖。陈健此前在接受《中国科学报》采访时称，超算云服务商的角色，就是通过研发软件和方案，以技术输出提高超算集群的易用性和有效利用率，从而降低超算的使用成本——把超算的每核时成本降低至一毛钱。

二者的矛盾点在哪？

一个答案是：用户规模。只有用户规模上去了，两人的观点才能找到平衡点。

一方面，陈健认为樊春所在的北京大学校级高性能计算平台，已经有了足够大的规模应用，规模效益已现，所以北大能够给予用户更低的价格；

另一方面，陈健也深知城域网光纤非常贵——他们就投建了从广州超算到北京的城域网光纤专线，之所以这么做，是因为并行科技也实现了规模效益，通过这条光纤专线，并行科技有每年数千万元的超算云服务经营额。

“这（超大带宽网络光纤）是一个极具规模效益的基础设施投入。”陈健感叹。

那么，现在中国超算应用是否到了产生规模效益的节点？

陈健认为“是”。他给出了一组数据：并行科技依托各大超算中心资源提供的超算云服务，现在已经有近1.5万个客户，并行科技给用户提供的超算价格，经核算比自建超算低一半。此外，2018年并行科技超算云服务合同额已达2亿元，预计2019年会达到3亿元。

“这是无数科研工作者用脚投票的结果。”陈健说，长此以往，中小微超算集群建设的越少，中国超大型国家级超算、大型地方超算、校级超算乃至公有云超算就发展得越好。

没谁能“一统江湖”

以云服务的方式提供超算资源，这块市场上并不只有并行科技。阿里云等云计算巨头，也“顺手”做了超算的云服务；一些大型超算中心，也探索了超算云服务的模式，国家超级计算天津中心就是一例。

“我们做超算云，是为了让用户用起来更好用。”国家超级计算天津中心一位要求匿名的专家说，“不管是超算云还是云超算，本质是为用户服务的形式。服务形式确实可以降低用户使用门槛，让用户用起来更简单，但不应过分夸大使用模式（对中国超算实力提高）的作用。”

他认为，并非只有超算云才能解决现在的超算服务问题。

阿里云高性能计算负责人、资深技术专家何万青也持类似观点。他说，超算是个大生态系统，中国是个超算大国，必然有各种模式的超算集群——有国家投资建设的，有诸如并行科技以SaaS和PaaS形式提供增值服务的，也有诸如阿里云等云计算公司提供的商用系统，“只要用户认为他出的价格符合自己所需的价值，就是合理的”。

至于超算服务的价格，何万青认为：“价格永远是市场行为，甲之蜜糖，乙之砒霜。有的用户愿意出高价购买，其他用户也许弃之若敝履，这就是市场。”

何万青举例说，一些科研型和渲染型客户，他只在灵感或者创作来了之后，才会启动计算的点对点模式，这时候资源灵活调度和自动伸缩比线下性能优化更重要——而这其实是云计算比较擅长的领域。

“举例是想说谁也别想一统江湖。大家各有所长，客户、技术需求、业务特点和生态发展也是多样性的。“何万青说。

超算应该部分免费吗

在超算平台建设方面，陈健提出，事实上目前我国的国家级超算一直是不核算建设成本的，对重大应用采取免费或者低价支持的措施；一些高校超算，一般采取免费或低价使用手段，“其实都是亏本在服务校内用户”。

对此，在超算领域从业多年的中科京云总经理贺建海提出一个大胆的想法，“我认为国家级超算应该向基础研究提供免费计算资源。”

曾在三家国家级超算中心工作、现任职于鹏城实验室人工智能研究中心的王丙强认为，该出发点虽好，但在实际操作中，可能会带来混乱：谁会对免费的东西不动心？

但他也提出，有关科技主管机构，确实应该考虑降低使用计算资源的成本和门槛。

张云泉也觉得，免费难免浪费，但面向基础研究领域，超算可以尝试提供尽量低的价格，降低获取成本。

樊春结合他们在北大高性能计算平台提供超算服务的经验提出，面向那些小规模短时长、纳入教学任务的超算使用需求，可以且应该免费，以降低学生学习的门槛；

而面向基础科研，比较耗费资源的高性能计算任务是不能免费的，但是应该以极低的价格提供给科学工作者使用。

“收费是为了防止滥用资源，不是为了赚钱。”樊春说，收费的价格要让“挖矿”等无利可图。

而低价格是为了降低用户使用成本，符合“价格低—用户大量使用—计算量大—出更优秀结果的概率增加—超算为人类的贡献也更大”的逻辑。

樊春还提出，如果高性能计算免费的话，就需要一个跨学科的专家委员会来分配资源。

不过他也认为，分配资源工作是非常耗费资源和精力的，协调的成本要“远远高于硬件的浪费”。

一位高能物理应用领域的匿名用户认为，国内许多公共服务平台类的大科学装置采用的模式是，国家财政支持装置的运行经费，除企业用户外，装置不得向科研用户收费。用户提出机时申请，用户委员会对申请进行评审筛选。

“事实上科研用户的经费也是从国家财政来的，倒一道手没什么意义。”他表示，“这种只管建设不管运行的模式未必是好模式。”

一个问题是，如果相关主管部门对科研级超算应用实行免费或低价，超算行业还需要并行科技、阿里云超算这类企业吗？

樊春认为，还是需要的。

“这个行业虽然不如传统云计算获利空间大，但也的确有赚钱空间。”他建议，“超算云公司应该提升技术以及管理能力，努力提供更加便宜的资源、更优秀的服务吸引用户，拓展整个高性能计算行业。”