高性能计算有助于实现令人振奋的大学研究项目。不过, 如果没有适宜的软件和人力方面的投入,那么没有效率的HPC就不会像大学所期待的那样带来研究与声望上的帮助,全球领先的高性能计算(HPC)软件开发工具供应商Allinea软件创始人及 CEO David Lecomber说道。

世界级研究项目的实施要感谢高性能计算(HPC)系统。科学研究者、工程师以及研究院的学者都正在使用超级计算机,将知识的边界拓展得更为广阔,帮助解决人类的超级难题。它们可以模拟第一个星系的形成、预测天气事件以及致力于发现治疗癌症的方法。

不能否认HPC对于高等教育及很多方面都是一个极好的补充 —— 不过少数HPC系统的所有者未必会贡献出重要的研究结果或者是改变世界的成果。在有成效的软件研发与优化方面没有工具和培训方面的投入,HPC设备就不会发挥出它们的全部潜能。

进行大幅投资购买HPC系统的这一时刻非常关键,在已开发或是已部署的科学软件上获取大量创新和工作成果方面,应对采购事项负担起进行仔细查验的职责。因为这些有潜力的代码可以真正的提升输出结果。由于研究者经常会在截止期来临前的那一刻还在为学术会议、资助机构和他们自己的职业而工作,因而让HPC参与的研究项目保持在轨道之上、让HPC系统满负荷运行是至关重要的。软件开发方面的问题,比如低下的性能、程序错误都会阻碍进度。唯有运用正确的软件工具 —— 以及通过最佳的实践方式培训下一代科学软件开发者才能让HPC把研究项目和模拟程序变得飞快。这些不仅为大学提升了学术声望,随之而来的还有在突破性研究和模拟方面的名誉。

进行大幅投资购买HPC系统的这一时刻非常关键,在已开发或是已部署的科学软件上获取大量创新和工作成果方面,应对采购事项负担起进行仔细查验的职责。因为这些有潜力的代码可以真正的提升输出结果。

最近,我跟一位研究学者聊到过,他们正在用新安装的HPC软件工具分析他们的代码,发现只用了一个下午,他们的超级计算机的速度就提升了25%,这就是在软件上投入注意力便可在HPC上所能取得的效果。通过运行应用程序,剖析工具和调试程序可以为研究速度带来戏剧化的提升。研究者无需掌握太多系统细节,这些简单易用的工具就会释放出更多潜力。

如果你不是一位专家,而又遇到系统崩溃,宝贵的时间就可能会花在解决问题上 —— 甚至更糟的是,问题可能还不能完全解决。像Allinea这样的公司会提供相应的软件用于调试复杂项目的,并会标注出性能问题所在,为剖析器准备好代码优化。它会分析出在不同的地方要使用多少时间、内存或是其他资源,通过了解运作方式和在正确时间做出正确改变来帮助研究者提升他们的代码性能。

例如,在剑桥大学的研究团体COSMOS(Consortium of Organizations for Strong Motion Observation Systems)联合体,由Stephen Hawking教授领衔的、欧洲领先的宇宙学研究学者团体就已经部署了Allinea工具,它为世界最大的共享内存超级计算机之一的COSMOS_IX提供了剖析与调试能力。该工具非常易于使用,为那些需要使用并行程序而又只专注于科学的科学家们带来了巨大的好处。

在英国伦敦大学学院(UCL)的HemeLB研究团体也意识到这类软件调试与优化的重要性。该团体所开发的软件用于计算流体力学,来模拟出脑部血管的血流,并模拟出动脉瘤这样的薄弱点的压力。该团体与Allinea 进行了合作,以帮助他们处理应用程序开放方面的挑战,平衡和解决在英国最大的超级计算机之一ARCHER上遇到的棘手问题。

如果人们不在软件方面给予相同的考虑的话,那么大学在超级计算机硬件方面的数百万投资,可能就会有所折损。

不只是剑桥大学和英国伦敦大学学院认识到了这类软件有着巨大的好处,诸如牛津、普林斯顿、圣母、爱丁堡、内布拉斯加、卢森堡这些大学的科学家也都正在使用Allinea 的软件来促进他们研究的成绩。

目前还有一种从学术研究向聘用专注HPC软件专员方向发展的形式,将数百万磅的投资转化成货真价实的结果。比如,英国研究软件工程师社团的成立,就是作为这些高级技术人才的代表,并提高在研究领域内他们这一基本角色的知名度。一名研究软件工程师的基本工作就是与研究员一道来了解掌握所面临的问题,进而开发、维护和扩展软件来给出一份答案。

总之,如果人们不在软件方面给予相同的考虑的话,那么大学在超级计算机硬件方面的数百万投资,可能就会有所折损。软件会释放硬件的真正价值,发挥出HPC所带来的所有好处;在史无前例的、有助于提升声望的项目中,快速的、平顺的转化性能,提供令人振奋的结果。

注释:Allinea在加速计算系统上开发和部署HPC软件方面一直扮演重要角色。其核心产品分别为Allinea DDT和Allinea Map,前者用于消除加速计算系统上代码的错误并进行优化,后者用于优化性能。在全球超过80%的超算中心和集群都采用了Allinea的产品。客户包含如美国能源部、NASA、NOAA,CEA,以及财富500强公司,如壳牌、爱默生、Oracle,还有众多高等院校如普林斯顿等大学,斯坦福研究团体等。目前吉浦迅科技为其中国地区总代理。