2019-2020春江雲暖你先知,CAE/EDA/高校等CloudHPC領域年均複合增長率超21%

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我猜,我們是最早和你說春天來了的人。

一年前,我們還在小心謹慎地定義着Cloud HPC,一臉嬌羞地拿Novartis 諾華製藥在5年前做的案例當作標杆。

不久前,Hyperion Research正式宣佈2019年是Cloud HPC的轉折年。
暴風哭泣,雲端高性能計算終於有了姓名。

HPC:HighPerformance Computing高性能計算,換句話說,對算力要求高

這一年,我們幫不少用戶落地了雲端算力解決方案。像我們老闆說的,對用戶來說,最重要的是提供一種Accessibility(可觸達),後面的Efficiency(效率)都是水到渠成的事兒。
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同時,我們也看到很多用戶在雲的邊緣瘋狂試探,等某個未知的神祕力量來推上一把;還有些用戶驚喜地發現,我們提供了一種解決他們現有問題的新思路。

今天,我們盤一盤國內外Cloud HPC現在的局面:

1. 全球越來越多企業踏足HPC領域,AI和高性能數據分析首當其衝
2. 不同Cloud HPC細分領域未來5年年均複合增長率超過21%
3. 從兩個全球超大規模CPU、GPU的溢出到雲案例看雲的可伸縮彈性能力
4. 我們觀察到的國內外部分行業用雲現狀:製藥/基因測序/EDA/CAE/高校

溢出到雲:本地不夠,雲來補上的意思

友情提醒:如果你還在爲算力不足而頭疼,或對雲有所期待,此文建議轉發給你的老闆,讓我們等待一個“真香”~~

全球越來越多企業踏足HPC領域,AI和高性能數據分析首當其衝

全球越來越多企業級用戶開始踏足HPC領域,比如欺詐/異常檢測、商業智能、關聯營銷、精準醫療、智慧城市、物聯網等等。

大數據和HPC的結合提供了很多新的解決方案,基於HPDA高性能數據分析的AI人工智能,ML機器學習,DL深度學習是最熱的領域。

HPDA高性能數據分析領域的增長速度超過HPC市場整體增長速度。
AI領域的增長速度高於整個HPDA高性能數據分析領域的增長速度。

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衆所周知:AI現在還處在早期發展階段。推理功能弱,主要解決觀察識別類問題,而不是決策問題。比較落地的應用場景是在圖像和聲音識別,高級駕駛輔助系統,MRI醫療影像識別領域。

AI不是什麼包治百病的神奇藥丸,不過是數學罷了。

從OPENAI在2019年11月發佈的圖片中就能明顯看出,**自2012年以來,AI訓練對計算的要求3、4個月就會翻一倍。**在可見的未來,這個趨勢應該會持續。
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不同Cloud HPC細分領域,未來5年年均複合增長率超過21%

Hyperion Research預測未來5年HPC用戶的用雲趨勢:
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這個圖不包括沒有任何本地機器,天生用雲的用戶。

縱軸指的是用戶在第三方雲資源上的花費,包括了公有云,混合雲,第三方搭建的私有云。

不同Cloud HPC細分領域未來5年年均複合增長率都超過了21%。
生命科學、EDA半導體領域甚至超過了25%。

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從兩個全球超大規模CPU、GPU的溢出到雲案例看雲的可伸縮彈性能力

關於爲什麼要用雲這個問題。

Hyperion Research的調查結果跟ANSYS不謀而合。

對用戶來說,雲的可伸縮彈性是當之無愧的第一大法寶。
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那雲的彈性現在到底大到什麼程度?

我們看看兩個全球超大規模CPU、GPU的溢出到雲的案例。

CPU。

2019年10月,克萊姆森大學計算學院(Clemson University School of Computing)創下了雲端高性能計算領域一個記錄。

他們花了大概5萬美金,運行了4個小時,使用214萬個vCPU在Google雲上跑了一個數據密集型應用,在200萬小時的視頻中對車輛進行計數,視頻數據文件大小爲210TB。

這是個概念驗證實驗,爲了驗證在現實數據量極大,時間緊迫的情況下,雲端高性能計算有能力爲應急處理提供決策支持。有了雲計算,公司或組織不需要擁有大量機器,或者停止手頭上一切工作來處理應急情況。
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整個計算過程,研究人員對雲端實例的彈性使用情況。

GPU。

2019年11月,SDSC聖地亞哥超級計算中心聯合威斯康星州冰立方粒子天體物理中心(Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center)在AWS,Azure和Google雲上一共調度了超過5萬GPU完成一次仿真模擬計算試驗。
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圖片來源:Igor Sfiligoi, SDSC/加州大學聖地亞哥分校

黑線是用於計算的GPU數量,最高達到51,500個。

不同顏色代表在某家雲廠商的某個區域購買的GPU數量。

PFLOP32s的峯值約爲350。

相比之下,美國橡樹嶺國家實驗室Summit系統的名義性能約爲400 PFLOP32s。

因此,這次計算,基於雲的集羣提供了全球排名第一超算中心峯值90%的性能。

IceCube的Riedel說:

“這場實驗主要有三個目標:一是用於天體物理學模擬仿真研究;第二是測試網絡基礎設施是不是做好了未來E級計算的準備;第三是想測一下一個小時左右的時間內,能買到多少商用雲計算GPU資源。這次調度了三大洲(北美、歐洲和亞洲)28個區域的所有可用GPU。結果說明雲端彈性可以衝擊非常大規模的GPU,適用於天文學和其他科學領域的廣泛挑戰。”

我們觀察到的國內外部分行業上雲現狀:製藥/基因測序/EDA/CAE/高校

製藥/新藥研發領域

計算機輔助藥物設計(Computer-Aided Drug Design,CADD),國內相比於美國、英國等國家,的確有點落後,但是發展速度非常快,已經成爲藥物研發流程中不可或缺的一部分。

要求越高越準確,需要的數據就更多,計算量就越大。

怎麼利用計算工具和資源,解決新藥研發過程中的各種問題?
怎麼找到具備複合能力的人才?

是這個領域最受關注的問題。

人才方面,我們可以儘可能幫助企業降低對他們的各種雲、HPC技術等方面的知識技能要求,更專注在藥物研發業務方向。

計算這一塊,拿虛擬篩選來舉例。我們能幫助用戶讓過去需要耗費幾個月的篩選時間縮短到1天以內。
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案例:我們用Schrodinger(薛定諤)輔助用戶對7.8億多個分子進行了篩選,用了雲上的幾萬個Core,計算時長僅花費了3-13個小時(每個Core上所需時間不一樣)。

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基因測序/精準醫療領域

基因測序天然地數據量大,而且計算複雜程度高,整個分析工作流程複雜,經常需要修改算法。

這個領域主要關注測序技術的發展和數據計算和分析。

怎麼拿到數據?
怎麼在最短時間內對海量生物數據進行計算,找出單個基因或多個基因組合和一系列疾病的關係?

對雲的需求主要基於兩點:

一個是計算量有明顯季節性。而本地計算資源的分析能力有限,升級成本高,雲的彈性伸縮能力能很好地應對;

第二是主要是消費級基因公司對計算的時效性要求高

案例:我們有個基因用戶就要求8小時內處理完當日5點前數據,而且每天對計算資源的要求很不確定,只有計算時間要求是固定的,這種情況下雲端算力就是比較理想的解決方案。而且我們還能將其複雜的分析流程進行優化封裝,進一步提升計算效率。

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CAE/CFD領域

ANSYS作爲CAE仿真裏的巨頭,也是目前唯一一個真正採用雲端計費模式的企業。他們在2019年5月做的調查顯示:雲端仿真有很大的增長潛力。
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市場變化很快:

**在未來的12個月,大多數預計將使用SaaS解決方案(62%),其次是公有云(45%),**緊隨其後的是混合雲解決方案:私有云+合作伙伴管理的數據中心(44%)或私有云+合作伙伴管理的公有云(40%)。

案例:我們幫助一家風電新能源用戶優化他們的核心應用Bladed,利用雲上更新,主頻更高的CPU硬件最大化發揮應用性能,調度任務同時支持本地和雲上的Windows節點和Linux節點。

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EDA/半導體

放眼全球,整個半導體產業鏈核心角色:EDA軟件/Foundry/Fabless芯片設計公司/IP廠商無一缺席,早在幾年前就在佈局上雲。三大EDA巨頭Synopsys/Cadence/Mentor和芯片製造廠TSMC臺積電可以說引領了整個行業。

國內半導體行業已經在暗中追趕。

從AI芯片初創企業到大型Foundry芯片代工廠,從SaaS模式到多區域+多公有云的混合模式,到多雲PaaS平臺的搭建。我們編了一本《半導體行業解決方案白皮書》。
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接下來幾年,我們拭目以待。

高校/科研

高校一直走在科研界的最前沿。
但他們面臨的問題也十分明顯:

1. 人手不足,項目時間有限
2. 不管是雲,還是HPC,非計算機專業使用門檻高
3. 本地機器過舊,資源少,申請新機器困難
4. 學校IT支持往往也不足

對很多高校來說,500 core的計算資源峯值需求就足以成爲一個障礙。

除了常用的工程應用,生物分析,化學計算等常見高性能計算場景,不少高校和科研院所都在搭建自己的一站式AI計算平臺或AI實驗室,滿足自身人工智能應用創新開發或者學校的AI課程相關實驗等需求。

在汽車出現之前,我們只想要更快的馬。
汽車出現之後帶來的很多可能性,在馬的時代都是不可想象的。
現在,又到了發揮想象力的時候啦~

祝大年新春大吉鴨!

  • END -

我們最近幹了件大事!!

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