技術專欄

雲端HPC是現在式,而不是未來式!

Oracle 甲骨文 企業軟體供應商
2021/12/06

綜觀全球高效能運算(High-Performance Computing;HPC)市場,不僅包含地端超級計算中心、工作站裡頭的伺服器,也包括了雲端HPC。而在2020年,全球HPC市場總營收為161.46億美元,較2019年減少將近15億美元,之所以呈現下滑趨勢,主要就是受到疫情的影響。

 

在2020那一年,地端伺服器市場總營收為118.46億美元,相較於2019減少14%。反觀雲端HPC市場,卻呈現截然不同的景況,從2019年的39億美元增長為2020年的43億美元,年增長率達10.3%,在COVID-19疫情衝擊下依然逆勢成長。

 

根據Hyperion Research的調查預測報告顯示,在今後5年,雲端HPC市場規模可望以17.6%的年複合增長率持續擴大,增幅是地端伺服器市場的2.6倍之多。依照這個增長速率,雲端HPC市場規模可望從2021年的53億美元,一路攀升到2024年的88億美元。

深究Hyperion Research之所以判斷雲端HPC市場持續增長,主要源自兩大因素。首先是全球市場為了對抗COVID-19、導致藥物研發需求急遽增加,連帶對HPC產生大量需求;其次則是來自雲端的HPC市場需求,比原來預計的增長速度更加迅猛。

 

伴隨電晶體的複雜性空前高漲,代工規則不斷增加,使得無廠半導體公司(意即IC設計業者)驚覺自己逐漸淪為「追趕者」的角色。眾所皆知,半導體設計亟需額外的電腦運算資源,方能維持開發速度與品質,只不過對於身負開發與驗證團隊後勤支援任務的IT人員來說,要想靠現有作業速度來部署新的基礎架構,顯然是極為艱鉅的任務;所以當這些資源跟不上需求時,可能會牽絆研發工程師產能的主要因子,就是電腦運算能力,而不是研發設計實力。

 

如此一來,雲端HPC即可為開發與驗證團隊帶來新的曙光;此乃因為,在科學與工程領域的新技術競爭局勢中,雲端HPC可以挾著前所未有的方式,為這些團隊提供最快速的支援。不僅如此,HPC的影響範圍日益擴大,獲得越來越多企業的響應,包括航空航天設計、新藥與疫苗研究,乃至於替代能源解決方案的開發等等,為求突破現有地端運算的侷限,也紛紛擁抱雲端HPC。

 

大致上來說,企業之所以採用雲端HPC解決方案,主要是基於四個關鍵理由。

 

第一是「安全性」。當企業希望將工作負載遷移到雲端時,首要考量的問題,一定落在敏感資料的保護;根據Cloud Vision研究報告指出,多達三分之二的企業認為,「如何保護敏感資料」為是否採用雲端運算的主要考量點。

 

有鑑於此,Oracle投入大量人力與資源,力求降低風險,並且保護雲端資料中心免於遭受任何破壞。截至目前,Oracle Cloud已有能力提供進階雲端安全服務,同時也完全遵守歐盟通用資料保護規則(GDPR)、加州消費者隱私保護法(CCPA),以及ISO 27001等資訊安全合規性要求。在這些安全措施的強力護持下,與典型的地端資料中心相比,2021年公有雲安全事件驟減60%,反倒更能帶給企業安心保障。

 

第二是「敏捷性」。回顧歷史,其實大多數的時間並未太過重視技術敏捷性,但從2020年開始,整個情勢出現重大逆轉。肇因於全球COVID-19疫情肆虐,形同對於資訊系統帶來終極考驗,大多數企業採取遠距辦公的應變措施後,才發現自己並未準備就緒;傳統地端基礎設施為了應付大量遠端連接需求,造成VPN不堪重負,與此同時,企業對於資訊系統的期望值也有所轉變,越來越需要系統能隨著不同專案階段與生產期限要求,隨時保持靈活擴展性,但既有系統卻不具備這般特質。

 

基於上述原因,企業開始意識到雲端服務遠遠優於傳統地端基礎設施。比方說,使用者可以在任何提供Wi-Fi連線的地方存取雲端服務,並且根據當下的實際需要、迅速擴展運算資源,以確保營運順利進行。更有甚者,以Oracle Cloud Infrastructure(OCI)為例,除了能提供高度穩定性與各種核心類型服務外,亦藉由服務層級協定(SLA)來保證其服務品質,足以將企業早先對於雲端基礎架構的疑慮,完全消弭殆盡。

 

第三是「生產力」。不可否認,企業唯有設法讓工程師能夠專注執行研發工作,才有機會以更快的速度推出更好的產品。企業挹注可觀資金招募專業工程師,理應讓工程師高度專注於他們最擅長的事務、產生最大化的研發成效,不應該任由主機運算效能不足卻無力解決,導致工程師們進退失據,因而影響研發專案的執行效率。

 

在地端HPC的傳統模式下,從購買到進貨安裝、部署,往往至少需要耗費1~2個月的時間,才能正式上線使用。至於雲端HPC,則完全沒有類似的時間限制,可提供更便捷的使用方式,讓工程師能夠在「快速部署」、「以使用量計費」的友善條件下,隨時獲得其所需要的運算資源。

 

OCI為例,用戶可利用Terraform搭配Ansible來部署HPC Cluster的3個節點,包含RDMA配置、Intel MPI、OpenFOAM、Slurm,前後僅需歷時60分鐘,可謂「快速部署」的經典範例。不僅如此,Oracle Cloud HPC恆常提供最新一代Intel Xeon處理器,可望大幅縮短原舊型HPC運算所需耗費時間,進而節省成本,確保用戶能從「以使用量計費」條件下獲得最大利益。

 

第四是「上市速度」。企業獲取競爭優勢的一大重要因素,無疑就是領先業界將新產品推向市場,唯有如此,才能使得企業在競爭對手出現之前,就可建立更高的品牌知名度、客戶忠誠度,並享有更高的市場佔有率。

 

OCI擁有近乎無限的可用資源,可以充份協助企業加快產品生產與驗證速度。在Oracle與Simutech合作進行Abaqus & CST on OCI HPC的運行測試中,可以發現OCI最新的X9 HPC,在CPU運算能力上有接近30~40%的效能增益,堪稱雲端HPC如何幫助企業加快產品上市速度之完美詮釋。

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