1、高性能計算云服務白皮書解讀超級計算創新聯盟 高性能計算云工作組 組長穆琙博2023年6月29日2算力產業蓬勃發展，高性能計算云市場前景廣闊隨著行業應用場景日益豐富，海量數據與復雜應用處理需求，進一步驅動算力規模持續擴大，加速算力技術創新升級，高性能計算“云化”已成為一種創新算力服務模式。2021年全球算力總規模達到615EFlops，增速達到44%。結合華為 GIV 預測，2030 年人類將迎來 YB數 據 時 代，全 球 算 力 規 模 達 到56ZFlops。來源：中國算力發展指數白皮書，2022年11月服務器41.0%存儲17.0%中間件5.0%應用軟件14.0%服務6.0%高性能計算云

2、17.0%2022年，HPC整體規模達到373億美元，其中，HPCCloud占據17%，市場份額超過63億美元。來源：Hyperion Research，202300.10.20.30.40.50200040006000800010000120002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026高性能計算云市場規模市場規模增速來源：Hyperion Research，2023Hyperion Research預測，2027年HPC Cloud的市場規模將超過110億美元，其5年的復合年增長率達到17.6%。3高性能計算云服務白皮書正式發布2023年，高性能計算云工作組重點面

3、向高性能計算云服務能力開展白皮書研制工作。高性能計算云服務白皮書對充分發揮高性能計算云行業賦能作用，加速高性能計算云產業發展具有重要意義。2022年10月27日，召開白皮書啟動會。2022年11月2023年4月，收集材料。2023年06月06日，形成白皮書初稿，開展意見征集。2023年06月29日，高性能計算云服務白皮書正式發布2023年06月15號，確定內容，白皮書完成定稿。25家聯合研制單位：國家超級計算昆中國家超級計算昆中4高性能計算云發展現狀高性能計算云服務參考架構高性能計算云服務關鍵能力高性能計算云服務發展趨勢展望白皮書亮點解讀5高性能計算云產業生態視圖超算服務云化發展云服務超算化發

4、展HPCCloud網絡芯片適配、設備供給、方案優化芯片企業設備及解決方案提供商網絡運營商 云超算超算云云間廣域互通廣域互通科研用戶行業用戶 多云互聯 6產業各方全面推廣高性能計算云化服務80%國家級超算中心均支持云化超算服務。云廠商/產品名稱是否支持云超算服務頭部廠商AWSMicrosoft AzureGoogle Cloud阿里云IBM Cloud華為云OVH CLoud騰訊云國內主流廠商中科院網絡中心國家超算天津中心國家超算濟南中心國家超算鄭州中心國家超算西安中心國家超算無錫中心上海超級計算中心國家超算長沙中心國家超算深圳中心國家超算廣州中心20%80%傳統超算服務支持超算云服務56%44

5、%通用云服務支持云超算服務以國家級超算中心為代表的超算服務提供商，和以阿里云、華為云為代表的云服務提供商，大多支持超算云服務和云超算服務，高性能計算云服務已逐漸成為一種主流服務模式。7高性能計算云服務滿足行業算力需求通過工業仿真云端化，支持海量資源共享、便捷連接協作、數據積累沉淀，助力企業降本增效?；诟咝阅苡嬎阍茦嫿ㄌ鞖夂蜌庀蠼Ｆ脚_，利用HPC資源提供云華服務，滿足業務高時效性、大業務量需求芯片設計高性能計算云解 決 方 案 提 供 全 流 程EDA云上運行、彈性按需資源分配、獨立EDA環境等服務，加速芯片設計、降低運維難度。使用云上HPC服務，基于業務高峰和低谷動態進行算力資源的彈性擴縮

6、容，有效節省業務成本，且可滿足業務高吞吐需求。本借助高性能計算云實現能源勘探中海量數據的高效存儲、訪問和計算，確?？碧轿恢玫臏蚀_性、及時性和有效性。工業仿真生命科學氣象預報能源勘探芯片設計企業上云用云加速，為高性能計算云帶來了豐富的行業算力需求。工業、氣象、能源等傳統高性能計算應用領域也開始通過云上方式部署應用，以進一步縮短傳統方式的排隊時間，更加靈活地選擇運行應用所需的各類硬件，提高成本效益。8高性能計算云發展現狀高性能計算云服務參考架構高性能計算云服務關鍵能力高性能計算云服務發展趨勢展望白皮書亮點解讀9高性能計算云服務參考架構產業各方持續提升高性能計算云服務能力，通過高質量、層次化服務能力

7、可滿足行業應用差異化、定制化業務需求。本白皮書結合業界優秀高性能計算云服務實踐，提出了高性能計算云服務參考架構。資源供給服務層：提供計算、存儲、網絡等算力資源，并通過虛擬資源和物理資源供給能力，提供靈活、高效、低成本的高性能計算云服務。平臺服務層：向用戶提供集群、數據、作業、隊列等層級的便捷管理能力，向開發者提供所需的開發環境支持。應用服務層：提供多種行業場景下的高性能計算應用服務以及多領域的通用應用服務。統一服務門戶：通過統一的平臺或界面集成多個高性能計算云服務，并提供服務?？梢暬眨禾峁┛梢暬姆漳Ｊ?，幫助用戶更加便捷、高效地使用高性能計算云服務。安全服務：提供涵蓋數據、應用、平臺、設

8、施等多層級的全面安全防護能力。10高性能計算云發展現狀高性能計算云服務參考架構高性能計算云服務關鍵能力高性能計算云服務發展趨勢展望白皮書亮點解讀11高性能計算云服務關鍵能力本白皮書基于高性能計算云服務參考架構，進一步提煉高性能計算云服務的十大關鍵能力。高性能計算云服務關鍵能力可滿足不同行業用戶在各類場景中的需求，并向用戶提供更高質量的服務。協同多種異構算力處理計算任務 兼容多種存儲系統實現靈活數據管理 提供高速、低延遲和穩定的網絡傳輸能力 靈活擴展計算資源 高效管理大規模集群 優化資源利用、提高計算性能 規?；挽`活部署應用 提供全面的安全防護能力 直觀了解系統狀態 提供高性能、高質量服務高性

9、能計算云服務十大關鍵能力提供更好的服務能力資源供給平臺服務系統運維高性能12高性能計算云服務關鍵能力資源供給能力X86ARMGPUFPGA異構計算資源供給基于多種異構算力協同處理計算任務，滿足不同場景中的應用需求、實現計算效力最大化。高性能高能效高適應性提升系統性能，提高資源利用率，節約能源多類型存儲系統支持高性能計算云服務需要具有多種類型存儲系統的兼容能力，以滿足各類用戶數據的存儲與訪問需求。多類型存儲系統文件存儲對象存儲塊存儲LustreGPFSHDFS可擴展性性能優化高可靠性靈活數據管理成本優化低時延網絡傳輸通過提供高速、低延遲和穩定的網絡傳輸能力，高性能計算云服務可為用戶的數據處理任務

10、提供強有力的支持。網絡拓撲優化帶寬管理RDMA技術智能無損網絡確定性網絡算力網絡滿足應用計算需求13高性能計算云服務關鍵能力平臺服務能力彈性資源調度規?；汗芾砀咝ё鳂I調度靈活應用部署通過彈性資源調度，高性能計算云服務可實現計算資源的靈活擴展，加快整體計算效率，減少作業排隊時間，提高計算速度。資源虛擬化按需自動擴縮容彈性負載均衡彈性資源配置高性能計算云服務中規?；汗芾砟芰梢詭椭脩舾咝У毓芾泶笠幠５挠嬎阗Y源，以實現快速、高效的計算和數據處理。通過高效作業調度，高性能計算云服務可以優化計算和資源管理，提高系統的性能和效率，為用戶提供更好的服務和體驗。通過靈活應用部署能力，高性能計算云服務

11、可以提高應用程序的可靠性、可擴展性和可維護性，以更好地適應不同的計算需求和環境。阿里云E-HPC服務基于開源Singularity容器技術，實現規?；汗芾砣A恒盛世QUICKPOOL算力調度系統。實現異構&異地算力統一協同調度，綠色節能即算科技Cloud HPC平臺提供多種應用的靈活、集成部署，支持用戶開箱即用14高性能計算云服務關鍵能力系統運維能力&高性能多層次安全防護高性能計算云服務應提供全面的安全防護能力，覆蓋數據、應用、平臺、設施等多個層級，保護用戶數據和信息安全、防止網絡攻擊并維護業務連續性?？梢暬芰ΡＵ细咝阅苡嬎阍品罩械目梢暬芰ΡＵ峡梢詭椭脩糁庇^地了解系統狀態，可支持用戶

12、便捷地進行資源管理、作業監控、性能分析等。極致性能體驗高性能計算云服務應充分利用豐富的算力資源，致力于不斷創新演進服務關鍵能力，提升服務質量，為用戶提供更加極致的性能體驗。數據設施應用平臺加密備份訪問白名單黑名單防火墻隔離日志配置電源環境物理機北鯤云超算平臺支持資源管理、作業調度、系統運維、性能分析等多維度可視化，為用戶提供便捷、高效的使用模式。華為高性能計算云解決方案向用戶提供卓越的性能體驗：高速計算網絡大規模SSD盤高性能裸金屬服務器高性能并行文件系統15高性能計算云發展現狀高性能計算云服務參考架構高性能計算云服務關鍵能力高性能計算云服務發展趨勢展望白皮書亮點解讀16高性能計算云服務發展趨

13、勢趨勢1：算力多樣性將成為高性能計算云服務發展的“雙刃劍”云計算中心、超算中心等算力中心的算力資源呈現多元異構的特點，對高性能計算云服務的發展既是機遇也是挑戰。不同行業不同場景對于算力的需求不同，具備異構供給與調度能力的高性能計算云將可以進一步提升算力資源利用率，不斷拓展行業賦能的邊界。趨勢2：一體化服務將成為高性能計算云服務發展的重要趨勢 一體化服務能力涵蓋了一個高性能計算云中心不同層次的服務一體化以及多個高性能計算云之間服務一體化。多個高性能計算云之間實現資源協同共享，并構建一體化服務能力。通過統一的服務平臺，根據地理位置、資源類型、配套軟件等不同因素進行選擇，快速構建應用。統一的服務門戶

14、進行運維管理與安全防護。趨勢3：服務標準化將成為高性能計算云服務發展的基本路徑 高性能計算云的發展已進入快車道，云服務商、超算服務商等在內的眾多企業紛紛推出高性能計算云產品，持續賦能企業數字變革。不同的高性能計算云產品在基本功能、計算性能、安全保障等方面水平各不相同，多云之間缺乏統一的接口標準，亟需體系化開展高性能計算云標準化工作，提升一體化服務水平，規范產業發展，促進供需對接。云計算中心、超算中心等算力中心的算力資源呈現多元異構的特點，對高性能計算云服務的發展既是機遇也是挑戰。不同行業不同場景對于算力的需求不同，具備異構供給與調度能力的高性能計算云將可以進一步提升算力資源利用率，不斷拓展行業

15、賦能的邊界。一體化服務能力涵蓋了一個高性能計算云中心不同層次的服務一體化以及多個高性能計算云之間服務一體化。多個高性能計算云之間實現資源協同共享，并構建一體化服務能力。通過統一的服務平臺，根據地理位置、資源類型、配套軟件等不同因素進行選擇，快速構建應用。統一的服務門戶進行運維管理與安全防護。高性能計算云的發展已進入快車道，云服務商、超算服務商等在內的眾多企業紛紛推出高性能計算云產品，持續賦能企業數字變革。不同的高性能計算云產品在基本功能、計算性能、安全保障等方面水平各不相同，多云之間缺乏統一的接口標準，亟需體系化開展高性能計算云標準化工作，提升一體化服務水平，規范產業發展，促進供需對接。感謝觀看THANKS