云计算可以用来替代高性能计算吗？
2009年08月9日 | 标签: cloud computing, hpc | 作者：vpsee
周末看了两篇有趣的论文，关于云计算的，云计算被称为 “scale by credit card” 的技术，看看 credit card 足够多的话能不能用来替代高性能计算（HPC），能不能替代那些超级计算机和集群：）。一篇是：Benchmarking Amazon EC2 for high-performance scientific computing；另一篇是：Can Cloud Computing Reach The TOP500?。
云计算大致可以分为以下三种，目前关于云计算做 HPC 的探讨主要集中在 IaaS，Amazon EC2/S3 是 IaaS 的典型代表，也是目前最好的 IaaS 服务商：
1、Infrastructure-as-a-Service（IaaS）
2、Platform-as-a-Service（PaaS）
3、Software-as-a-Service（SaaS）
第一篇文章作者使用 NAS Parallel Benchmarks 比较了云计算的 Amazon EC2 Cluster 和传统 HPC 的 NCSA Cluster，为了测试两者硬件配置基本相同：
| Amazon EC2 Cluster | NCSA Cluster |
|---|---|
| 7 GB memory, 4 CPU cores per processor (2.33-GHz Xeon), 8 CPU per node, 64 bits, 1690 GB storage | 8 GB memory, 4 CPU cores per processor (2.33-GHz Xeon), 8 CPU per node, 64 bits, 73 GB storage |
| High I/O performance (specific interconnect technology unknown) |
Infiniband switch |
测试结果一点也不惊讶，显然专门的 HPC 集群要快一些。在计算方面，即使在单个 node 上，EC2 也要慢7-21%，如果在 32 CPUs 上则要慢40-1000%，而且 node 之间还没有通信，算上通信会慢更多；在网络性能和延迟方面，EC2 没办法和专门为 HPC 打造的 Infinband switch 比。
第二篇文章得到类似的结果并且认为，如果云计算厂商有意进入 HPC 市场的话，并且能在内存、网络延迟、价格方面有所改进的话，对于 HPC 来说云计算还是很有吸引力的。两篇文章都得出类似的结论，虽然云计算在 web services 领域如火如荼，但是在 HPC 领域还没有准备好。用 Cloud Computing 进行计算的花费随着计算复杂度的增加而指数增加，这一点和 HPC 是一样的，并不能带来特别的好处。
Amazon EC2 远远没有达到 HPC 的性能，目前替代 HPC 还太早。我们知道一台超级计算机的价格太高，而且资源稀缺，不是买一个放在那里就完了，电源、机房、设备、人力导致总体成本更高。一般高校、研究机构都养不起超级计算机。个人认为云计算在 HPC 领域还是可以有所作为的，对与要求不高的 HPC 云计算可以按需付费使用，不必自己养一台庞然大物，养超级计算机每年的电费可能都超过了付给云计算的服务费。虽然目前云计算对于商业 HPC 的应用还不成熟，但足够用来运行一个小计算机集群，供小规模的 HPC 应用。或者云计算可以作为已有的超级计算机集群的扩展，某个高峰时期现有集群不够用时临时扩展到云计算应急一下。云计算还有一个显而易见的好处就是马上就可以获得，付费马上就可以使用，不必等待超级计算机预算、决策、购买、安装、调试漫长的等待过程，如果对于性能不是很在意，不关心计算速度有多快，云计算是个不错的替代选择。