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Hyperion的HPC市场分析:创新和增长的前景充满希望

常华Andy Andy730 2024-03-16
Source: John Russell, Hyperion Paints a Positive Picture of the HPC Market, November 8, 2022

虽然“回归常态”这个词用得过于强烈,但昨天Hyperion Research所呈现的最新高性能计算市场画像仍是一个积极的信号。2022年HPC总收入(本地化部署和云)可能会达到约385亿美元,比2021年(348亿美元)高出约10%,2023年,预计将达到427亿美元。新冠疫情后的HPC正在反弹,尽管可能有点不平衡。

挥之不去的供应链问题,包括与新冠疫情和地缘政治相关的问题,继续给前景蒙上阴影。还有人担心潜在的更广泛的经济放缓。综合考虑所有这些因素,预测行业依然面临着困难。从好的方面来说,对人工智能技术(芯片、系统和软件)的需求仍然强劲。基于云的HPC的使用正在激增。高端市场的销售依然强劲。而数据需求推动下的人工智能和物联网,进一步推动了永远强劲的HPC存储市场。

下面的三个图表是对Hyperion对HPC的综合回顾和展望的一个很好的粗略总结。

  
 
Hyperion首席执行官 Earl Joseph 在介绍性概述中表示:“2022年上半年看起来有点疲软,2021年增长了相当不错的9%,但现在供应问题阻碍了2022年上半年。我们仍然预计下半场会更加强劲。高端市场,超级计算机,继续增长得更好[比其他服务器市场];今年上半年增长了5%。还有一些高增长领域——人工智能、机器学习和深度学习领域正以每年近30%的速度增长;使用云运行HPC工作负载每年增长17%到19%;GPU和存储也有非常高的增长率。

可以说不确定性仍然悬在空中。Joseph告诉HPCwire,Hyperion一直预测2022/2021年本地服务器将增长10-11%,但最近将其放缓至7%左右。他还特别指出了市场上他所谓的“两大限制”,包括需要对软件进行现代化改造,以及该行业缺乏技术专家。后者是HPC持续面临的人力挑战的一部分。 

 该更新以虚拟方式呈现了一系列关于各个细分市场(例如概述、百万兆次级、存储、人工智能、云中的HPC等)的预先录制的演示文稿。以这种方式呈现,实际上应该更容易将最感兴趣的细分归零。

服务器–大型、中型和小型

在全球对百万兆次级追逐的刺激下,大型系统HPC热潮仍在继续。近年来,Hyperion将超级计算机细分为块(下面的幻灯片)。超级计算机组的顶级百万兆次级/领导类系统预计将在2020-2026年期间显示16.5%的整体复合年增长率,但在2025年趋于平稳。总体而言,所有HPC服务器预计将增长6.9%。

“我们预计在2025年左右会有一些超级计算机市场的下滑。这并不是因为超级计算机的数量减少,而是因为价格下降的原因,”Joseph说道。“Fugaku的价格已经达到了10亿美元,这是超级计算机时代前的价格。而美国的前三套超级计算机价格约为6亿美元,我们预计未来会下降到大约3.5亿美元左右。” 


工作组服务器的销售量仍然很低。Joseph指出:“工作组领域受到的打击最大,恢复时间最长。此外,许多工作组买家都在寻求云端解决方案,他们发现云端为他们提供了一些非常实质性的机会。”部门级HPC服务器则是表现最强的,预计其复合年增长率为9.4%。

HPE(34.2%市场份额)和戴尔(21.8%)继续主宰HPC服务器市场,尽管Joseph还提到中国供应商和Penguin(现已成为SGH的一部分)的实力。Hyperion还在其更新期间花了一些时间来审查它如何将HPC服务器(下面的幻灯片)分类为广泛的数据密集型和计算密集型类别及其子类别。分析师Thomas Sorensen在他的全球AI领域的演讲中指出:“当机器将50%或更多的周期专用于AI应用程序时,该服务器被认为是HPC启用的AI。” 

 
百万兆次级(Exascale)的全球概况

今年的HPC更新少不了对全球超级计算机竞赛的探讨。美国今年早些时候在奥克里奇国家实验室启用了它的第一台超级计算机Frontier(请参见HPCwire的报道,Exclusive Inside Look at First US Exascale Supercomputer)。Frontier是一台由HPE/AMD制造的系统,提供了1.102架Linpack exaflops的计算能力,功耗为21.1兆瓦,效率为52.23千兆浮点运算每瓦。它目前位于Top500榜单的榜首。

“它的峰值性能约为1.68 exaflops,并且只使用-我不敢相信我只使用了21兆瓦来运行Linpack,这实际上是一个相对令人印象深刻的功率性能指标,”Hyperion研究高级副总裁Bob Sorensen说。

能源部运行的美国百万兆次级计划的下一个是阿贡国家实验室的Aurora。“这是一个60兆瓦的系统,是一个非常激进的设计。我们都在焦急地等待着结果如何。Aurora基于英特尔CPU和GPU,经受住了备受讨论的延迟;它现在计划在2023年初站起来。预计它将达到2 exaflops,英特尔对结果下了很大的赌注。第三个计划的美国百万兆次级系统是美国能源部国家核安全管理局的El Capitan,位于劳伦斯利弗莫尔国家实验室。计划于2023年部署。

中国的千亿次计算机计划近年来一直笼罩在保密之中,由于美中关系恶化,包括技术出口限制在内,情况变得更加棘手。Sorensen试图揭开其中一些面纱。

Sorensen说:“仅仅是为了让你了解中国在超级计算领域的官方情况,这是2018年公布的有关中国在超级计算领域活动的内容(见下图)。这些是开发的原型系统和他们制定的目标。三个系统分别是神威·太湖之光、天河-3和曙光系统,都有不同的架构。这是2018年的情况。自那以后发生的变化实际上更多是由政治而非任何技术影响所驱动的。”

他说:“中国目前非官方的实际情况是,自2021年3月以来,神威·太湖之光系统一直在运行。天河三号可能自去年末以来一直在运行。因此,理论上,中国可能已经有两个系统实际上已经实现了百亿亿次的能力。”

Sorensen表示,“底线是,中国没有做任何官方公告。他们在2021年6月、2021年11月和2022年6月的Top500榜单上也没有做任何贡献,他们可能这一次也不会这样做。我们认为这主要是出于政治决策的考虑,不想做任何会进一步增加中美高科技贸易摩擦的事情。美国的出口管制政策已经促使中国更加努力地推进本土能力,因此没有人想通过将中国的系统列入Top500榜单来煽动情绪。” 他表示,有强有力的证据表明,至少有五个现有的中国先进计算机系统“可能会”进入Top500的前十名。 

Sorensen将重点转移到欧洲,他说:“欧盟正在向前发展,并且在2021年至2024年期间有明确的百万兆次级系统计划。关于欧洲有两个关键点。其中一个百万兆次级系统很可能采用欧洲技术,特别是使用欧洲处理器计划开发的处理器。不仅如此,还会有一些来自国家计划的额外采购,很可能在德国,也许也在法国。

“我想说的另一点是,欧洲,也许比美国更有兴趣以一种与他们对量子计算的愿景非常吻合的方式运行他们的HPC百万兆次级环境。这是一个更加集成的程序。正如你在这里看到的(下面的幻灯片),基本上他们对后百万兆次级环境的计划是考虑混合经典量子系统作为实现潜在高性能的一种方式。我认为从他们的角度来看,这是欧盟正在发生的事情的一个非常有趣的方面。

 百万兆次级机器的惊人规模可能会令人麻木。Sorensen为未来提出了一个有趣的想法。
“我对后百万兆次级架构的下一步感兴趣并研究。我谈到了一些进入美国的大型系统,我的一部分人认为,我们过去看到的更大,更昂贵,更强大,更长的交货时间类型的HPC的轨迹可能已经达到了进化的终点,“他说。

“我们在Hyperion Research,更多地关注更小系统的趋势,更多的特定于工作负载的HPC架构,旨在解决具有独特架构要求的特定类别的工作负载。因此,与其购买一台可以服务于广泛应用的大型机器,不如购买一系列效率更高、针对性更强、更便宜、可能更节能的小型系统,“Sorensen说。

存储市场概览

存储继续占据整个本地化基础设施预算的大部分份额,并且具有最高的增长率——到2026年的复合年增长率为8.6%。“几乎一半的受访机构[Hyperion年度调查]预计其存储预算在未来12个月内将增加5%以上,”Hyperion高级分析师Mark Nossokoff说。数据洪流似乎永远不会减缓。

Nossokoff称,主要需求驱动因素包括不断增长的数据量,以满足HPC和企业IoT数据中心中数据密集型AI工作负载的日益普及。他还提到了开发更大的模型、更准确的AI训练和更高分辨率用于更精确的传统HPC建模和仿真分析的需求驱动。这些并不是新的需求驱动因素,AI的采用已经在许多IT领域全面展开。

有趣的是,HPC向云的转移也提供了更大的市场增长机会。Nossokoff表示,“云中约有三分之一的用户支出用于存储,其中三分之二用于持久存储,三分之一用于临时存储。”Hyperion报告称,2021年HPC在云存储方面的支出为17亿美元。

根据Hyperion的数据,本地化存储的大佬们仍然保持着他们的地位。Dell Technologies(21%的首选)仍是受访机构中最受欢迎的存储供应商。IBM排名第二(14%)。DDN是最受欢迎的独立存储提供商,一直在HPC领域表现不俗。

“相对于所有系统,最大系统和所有系统之间也没有明显的差异,相对于从独立存储供应商采购存储系统,用户更倾向于从HPC系统供应商处获得存储,采购量约为独立存储供应商的2.5至3倍。这也与去年基本相同,”Nossokoff说道。

 Hyperion更新涵盖了太多的材料,无法在一篇简短的文章中充分捕获。涉及的众多主题包括:网络技术以及以太网和InfiniBand之间正在进行的拉锯战;更精细地了解HPC云使用模式;新生但突然喧嚣的量子计算市场的快照;高性能计算应用市场;来自Hyperion最新的多客户端研究(MCS)、买家对CentOS替代品的新兴偏好,以及今年HPC创新奖的获奖者。
Hyperion演示文稿:https://Hyperion Research.com/hpc-market-update-webinar-pre-sc22/

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