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        超級計算機

        探訪全球第九大超算中心,這家中國公司向全球輸出“水煤電”

        為什么是聯想?

        王飛

        發布于 21小時前

        提到德國慕尼黑,人們應該會先想到拜仁足球俱樂部,然后是慕尼黑的啤酒節,而熟悉汽車的人們應該知道這里還是BMW寶馬(巴伐利亞機械制造廠)的誕生地。

        這里的汽車制造工業歷史很長。寶馬1913年4月成立,前身就是慕尼黑近郊制造腳踏車的工廠廠房,最早寶馬從事航空用發動機制造,幾經發展,寶馬從航空發動機跨越到了汽車發動機,在這個過程中慕尼黑周邊自然也聚集了一大批汽車零件供應商。慕尼黑德國“工業重鎮”的歷史從這方面也能感受出一些。

        當然慕尼黑也不僅僅是工業,慕尼黑的文化、科技、學術以及經濟交融,工業產業和激光技術和納米技術等為主要建設方向。而全球第九大超算中心——我們要探訪的萊布尼茨超算中心也坐落于此。

        萊布尼茨超算中心的“傳說”由來已久。在2019年全球TOP500超算榜單中,萊布尼茨超算排名第九;它一度曾是歐洲最大的超算中心,特別是在計算能效上它有自己獨特的一面;同時,它還聯動歐洲瑞士、巴塞羅那以及英國等地的計算中心組成了一個超算俱樂部,覆蓋26個國家,是德國乃至歐洲超算領域非常重要的一部分。

        實際上,1962年成立的萊布尼茨超算中心全名巴伐利亞科學與人文學院萊布尼茨超級計算中心,它由政府出資支持建立,它面向所有的慕尼黑的大學和愈來愈多的巴伐利亞地區的研究機構提供IT服務。

        在萊布尼茨超算中心,我們感受到了面對巨大數額的數據群中后對算力的渴求;對于研究學者來說,超算也不只是提供支援需求的算力,同時也在于對未知的探索。研究人員甚至可以將生活中的多維度數據虛擬化,通過超算推演幾十年后的一些社會現象。

        走進超算所在的cube(超算魔方),我們還發現,一家中國公司為其提供了IT“水煤電”。

        萊布尼茨超算的秘密

        從慕尼黑市區著名的“瑪利亞廣場”向北驅車半個小時,中途經過拜仁的安聯球場,再過十分鐘后就會到達一片非常安靜的園區——這里就是萊布尼茨超算中心的所在地,坐落在加興(Garching)的科研園區(Research Campus)。

        萊布尼茨超算中心的對面是慕尼黑工業大學,計算機系和物理系離它最近,它與歐洲南方天文臺,以及馬克思普朗克量子光學研究所也是臨街相望。

        晴空萬里下,這里和我們想象的那種“超算中心”不太相同:超算中心所在的cube(地圖上的兩個方塊)只占整個中心的三分之一不到,對于我們來說,萊布尼茨超算中心看起來更具“現代化”。據稱,萊布尼茨超算中心集超算、虛擬現實和可視化中心、通信基礎架構技術以及IT培訓和咨詢服務等多重功能于一體。

        當然,個中原因我們也可以揣測一下。在國際超算大會剛剛公布的全球超級計算機 TOP500排名中,萊布尼茨超算中心位列第九。而其中1-4位是來自美國的Summit、Sierra,和來自中國的神威.太湖之光和天河二號,這些可謂“國家重器”。

        從第五名開始,美國的Frontera由DELL EMC公司打造,瑞士的Piz Diant由Cary公司研發,直到第九名SuperMUC-NG超算由聯想公司打造,使用聯想的ThinkSystem服務器組成。相比榜單前四名的“國家重器”,它們更像是一個更講究市場化、性價比的“民用級超算”。

        但“民用級超算”并不意味著覆蓋面就很窄。萊布尼茨目前支撐公司以及學校、機構等以材料研究、液體動力學、工程學實驗等,比如撞擊試驗測試線纜承受足夠的力量,先在電腦上進行模擬計算,從而設計產品;支持醫學技術研究,在電腦上數字化各種組織,設定心臟狀態、血細胞流向狀態,建立心臟模型,從而對藥的成份效果進行模擬。這些研究和分析往往要比應用前置數十年。

        “我們的超算提供的算力支持的實驗往往在實際生活中不可實現的。”萊布尼茨超算中心,戰略性發展和合作業務主管Laura Schulz對PingWest品玩說,超算對未知探索提供了巨大的幫助。比如氣象研究,研究洪水對河流的影響;地球物理學,模擬火山噴發所造成影響;天體物理學,模擬黑洞的畫面,而這樣的畫面往往需要德國兩個超算中心合作而成。

        可視化中心演示未來幾十年降雨預測,可能會“淹沒”哪些陸地
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        萊布尼茨超算中心由巴伐利亞政府支持建立,而面向機構和公司的研究則是免費的。萊布尼茨超算的目的不在于盈利。“我們需要看做這個項目需要的計算力是多少。會有專家團隊對這個項目進行評估,如果覺得這個項目具有前沿性、對人類發展有重大意義,那我們就會把這部分的算力空間撥給他們。”Laura Schulz說。

        為什么是聯想?

        以數據衡量,萊布尼茨超級計算中心峰值性能為每秒26.7千萬億次浮點運算,預計HPL性能為每秒19.5千萬億。它擁有6336個Lenovo ThinkSystem SD 650窄節點(每個節點的容量為96GB)+144個寬節點(每個節點的容量為768GB),它每個節點配備2個英特爾至強Skylake 2.7GHz處理器(每個處理器有24個內核,共計304,128個內核),它的主存儲器總容量為719TB,總存儲帶寬為每秒1327萬億字節。這套系統由聯想打造。

        問題來了:為什么是聯想?

        實際上,所謂高性能計算(High performance computing,簡稱HPC),其實運算速度的提升是對空間和能耗以及長期運行穩定性提出挑戰:要達到每秒萬億次級的計算速度,對系統的處理器、內存帶寬、運算方式、系統I/O、存儲等方面的要求都非常高,這其中每一個環節都將直接影響系統的運算速度。

        你可以簡單理解為,自己組裝家里的電腦可以花錢堆高配置,但配置高了除了費電,散熱還必須要好,這一整套的系統串聯在一起需要提供更好的穩定性,也不能因為一臺壞了,導致所有的系統崩潰。

        萊布尼茨超算中心關注的一大重點是能耗。在全球范圍內,所有玩家其實都在努力追求更好的能效比。“我們超算中心在這方面也是走在了前列,比如我們的超算中心利用起了水冷技術。我們與聯想在SuperMUC-NG方面也取得了一些進展。”Laura Schulz說。

        進展在于散熱設計上的討巧。PingWest品玩進入的這個“超算魔方”內共設計有五層,第一層是電力系統,第二層是水處理系統,第三層是集群小機器,第四層是超算,而樓上第五層竟然主要是水冷系統。

        和其他很多超算中心不同的是,我們進入的四層所在的超算中心,這里不是特別吵。通常來說,采用空氣冷卻技術的大規模超算中心都會很吵,進入者都需要保護措施,比如佩戴隔音耳塞。我們進入的四層甚至還可以進行對話,這都是因為萊布尼茨超算采用的水冷技術。

        超算中心的水冷系統代替了原來的風扇散熱,消除了原先嘈雜的風扇聲,而機器內部的水冷技術由聯想提供。Lenovo ThinkSystem SD 650能把水溫保持在50度,聯想EMEA(歐洲、中東和非洲)地區數據中心高級主管Florian Indriksons提到:50度是散熱效果最佳的溫度,在此溫度下,熱量向外傳導的速度最高,無需消耗更多的能源來將水溫降到更低。

        Lenovo ThinkSystem SD 650內部采用了金屬的銅管,而非塑料管水冷,塑料管造價便宜,但安全性差,銅管不會漏水安全級別更高。除此外,ThinkSystem SD 650水冷系統有一個進水口和一個出水口,水除了在處理器上流過以外,也流經PCI板底。“這樣的系統能起到與其他競爭對手相比更好的散熱效果。”

        溫度浮動的區間值很小,所以用來降溫、升溫的能源需求又小。如果是溫度浮動大,水排出時需要再耗費能源去處理水溫,現在50度的溫水進出就不需要再處理水溫,這個溫度的水還可以進行二次利用。“這種水冷技術有個別友商在做,但是沒有能做到50度水溫這種水平的。這種水冷技術是聯想獨一無二的技術。”Florian Indriksons說。

        Lenovo ThinkSystem SD 650在內部采用了水冷技術,產品的水冷技術直接連通萊布尼茨超算中心的水冷系統的水泵。因為這個冷水系統的存在,還節省了很多電力。

        “我們研發每一代設備時,會先用測試設備進行測試,嘗試將更多的設備部件用水冷技術降溫 ,之后,再推廣到更大的系統里。”Laura Schulz說。

        在萊布尼茨超算cube的四層和五層的連接處,水會經過銅管道把處理器的熱量帶走后,直接進入水冷系統到達屋頂,而屋頂有類似于瀑布的排水設計。水會像瀑布一樣流下來,之后從入口又重新流進來,進入到系統中,形成一個封閉的系統。“我們和其他人不同的地方是,我們用的水非常熱。”Laura Schulz舉例說,萊布尼茨超算的水冷系統進入到處理器區域的時候是洗澡水的溫度。

        市場分析認為,SuperMUC的特別之處就是在于它是采用特殊的水冷系統,相比傳統空氣制冷能夠節能40%。“由于采用了新型溫水冷卻系統,SuperMUC-NG是全球最節能的超級計算機之一。”Laura Schulz說道。

        聯想在德國做什么?

        萊布尼茨超算中心的業務其實是聯想DCG(數據中心)在德國的業務之一。數據顯示,在全球浮點運算能力最強的500臺超級計算機中,聯想制造了173臺。

        據PingWest品玩了解,聯想DCG在德國主要面向四大塊業務:云的轉型、業務分析、AI和給予客戶的解決方案。聯想DCG在德瑞奧區域的組織架構包括了銷售團隊、產品團隊、超算團隊、技術團隊、渠道團隊。

        2007年,聯想德國在收購完IBM PC業務之后成立。聯想在德國有兩部分,一部分是聯想德瑞奧區域(Lenovo DACH(Deutschland)GmbH),主要負責PC業務,另一部分是聯想全球科技德國有限公司(Lenovo Global Technology Germany GmbH),主要負責服務器以及DCG等to B業務。

        2011年聯想還收購了德國本土的一家公司Medion,主要面向新零售領域,經營模式是提供端到端“全服務合作伙伴”的客戶模型。比如,為德國當地知名的食品公司ALDI提供數字化服務。甚至,通過深圳的供應鏈向德國本土輸出Medion品牌的電器,有點像是德國本土版的“小米”。Medion AG副首席執行官兼聯想集團全球聯盟副總裁Christian Eigen告訴我們,Medion大概擁有一千名員工,“Medion和聯想的關系是非常互補的。”

        Medion全家桶
        Medion全家桶

        聯想全球科技(德國) 有限公司總經理Dieter Stehle主要負責聯想德瑞奧的DCG業務。與市場上競爭對手相比,他認為聯想數據中心在研發上投入更高。“我們善于針對客戶需求研發和選配不同的部件組裝更好的服務器產品。其他一些競爭對手可能更多的是在公開市場挑選不同的品牌,然后將它們組合在一起。”

        他提到,隨著技術的發展,客戶對企業做數據中心的需求提高了,單純的攢機服務很難滿足他們的特殊需求,而聯想的強項是我們能夠針對客戶特殊需求提供定制化的解決方案。同時,聯想的全球供應鏈能夠支撐聯想的全球化。比如,在德國附近的匈牙利的制造設施,支撐了端到端解決方案的制造需求。

        去年,聯想PCG(個人電腦)業務在德國市場的增長是28.6%,消費PC則下降4.9%,但優于大勢——主要是因為商用PC市場增長驚人:德國商用PC市場年比年增長22.7%,聯想增長達到了42.4%。“在商用市場上,我們的競爭對手主要是惠普和戴爾,沒有本土品牌。”

        同時,歐洲聯想EBC(企業級方案解決中心)設立在德國斯圖加特,它覆蓋To C的客戶體驗以及To B數據中心客戶的前期測試和咨詢,符合歐洲大區的潛在客戶。“特別是服務器和存儲方面的業務,通過郵件或者是電話溝通和了解產品都是不足的,這也是為什么有EBC,用戶可以在這里做測試,看產品是不是跑的順暢。”Florian Indriksons提到。

        “Glocal”的獨特路徑

        聯想于1984年成立,自2005年年初收購IBM的PC業務之后,業務逐步拓展至全球。

        聯想走向德國的路徑或許可以這樣理解:聯想在德國收購Medion,借此深入德國市場;而通過建立德國斯圖加特EBC(企業級方案解決中心)向歐洲大區客戶開放DCG業務......目前,聯想在全球范圍內180多個國家地區的運營。

        PingWest品玩此前也曾探訪聯想在舊金山辦事處,聯想在舊金山Sunny Vale毗鄰Google、Intel,同時在當地也依賴本土化的員工與Google這類公司展開合作,比如推出Google Assistant認證的智能音箱,和Disney合作AR眼鏡。

        中國公司進軍全球化,往往會在國外收團隊,但收回來第一個會遇到的大問題就是文化融合的問題。

        通過兩次探訪,我們感覺這種文化交融的問題似乎在聯想全球化上并不明顯。

        此前聯想集團CEO楊元慶因為一句話被媒體誤解惹了一些麻煩。但他后來說的東西更加重要:聯想不僅要做一家成功的中國公司,更要做一家具有包容力的全球化公司,因為他們要做全世界的生意,要吸引全世界的人才和資源。

        聯想集團總裁兼首席運營官蘭奇在IFA 2019對PingWest品玩提到一個觀點:聯想是一家Glocal的公司,聯想既Global(全球),又Local(本土)。

        他說,“180多個國家地區每個市場上他們的文化和語言都不一樣,用戶的需求也會有一些變化,包括我們企業級的客戶也會不一樣。我們需要有一些Local(本地)的適應,去適應本地的市場和文化。聯想不僅擁有全球化的供應鏈布局,同時我們也很注重制訂更加適合本地市場的運營模式,我們依賴于當地的管理者和員工,從而更好的適應當地環境。”

        這是聯想獨有的全球化基因。

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