HPC: как меняются высокопроизводительные системы вычислений?
Интеграция
12.03.2021, Пт, 10:44, Мск , Текст: Сергей Орлов
В ходе цифровой трансформации растет потребность в высокопроизводительных системах, способных обрабатывать огромные массивы данных. Рынок High Performance Computing, HPC, растет, несмотря на пандемию (а отчасти — и благодаря ей). И, как и другие ИТ-решения, переходит в облака.
Интерес к высокопроизводительным системам растет
Интерес к системам высокопроизводительных вычислений начал расти в 2006 г., когда стал популярен анализ больших данных. Толчок применению HPC дало и расширение использования средств искусственного интеллекта. Ну, а всеобщий курс на цифровую трансформацию сделал потребителями вычислительных ресурсов высокопроизводительных систем все сектора экономики и бизнеса.
HPC — это вычислительные системы, предназначенные для обработки большого объема данных с использованием стандартных серверов и устройств хранения. Типовая платформа HPC представляет собой кластер серверов с высокопроизводительным сетевым соединением — интерконнектом, обеспечивающим быстрое взаимодействие серверных узлов.
Согласно последнему отчету Hyperion Research, в США в ближайшие несколько лет планируется развернуть три HPC-системы общей стоимостью около $1,8 млрд. Это система Aurora, развертываемая для Аргоннской национальной лаборатории (старейший национальный исследовательский центр Министерства энергетики США), система Frontier, которая будет установлена в Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США и, по-видимому, станет первой эксафлопсной системой на североамериканском континенте, а также суперкомпьютер El Capitan, создаваемый для национальной лаборатории Министерства энергетики в Ливерморе. Евросоюз планирует инвестировать в HPC почти $800 млн, соответствующий проект Великобритании оценивается от $930 млн до $1,6 млрд.
Рынок HPС и влияние пандемии
Пандемия коронавируса затормозила развитие рынка, например, по оценкам Hyperion Research, сделанным до пандемии COVID-19, предполагалось, что мировой рынок серверов HPC вырастет с $13,7 млрд в 2019 г. до $14,5 млрд в 2020 г. Позднее эта оценка понизилась до $11,9 млрд и к 2024 г. выручка от поставок серверов HPC должна была составить $20,8 млрд при среднегодовом темпе роста 8,7%. Согласно последним оценкам компании, этот прогноз снижен до $19 млрд при среднегодовом росте 6,8%.
Аналогичные цифры дают и другие аналитики, оценка Intersect360 Research — 7,1% годового роста ($55 млрд к концу 2024 г.), ResearchandMarkets — 5,5% ($49,4 млрд в 2025-м).
Надо учитывать, что HPC-рынок — «рынок двух скоростей». Поскольку задачи, для которых создаются высокопроизводительные системы, достаточно специфичны, то заказчики предпочитают создавать и кастомизировать их под свои потребности, рынок HPC — это пока рынок систем, установленных у заказчика (on-premise). На «собственные» системы приходятся более 80% рынка HPC. Однако облачный быстрее растет.
HPC «на дому». Знакомые все лица
На сервера приходится немногим более 40% рынка систем HPC, установленных непосредственно у их владельцев. Лидируют, как и на рынке серверов «вообще», HPE, Dell и Lenovo, однако в первой десятке есть и не столь известные компании Sugon и Penguin.
Ведущие производители серверов для высокопроизводительных систем, $млн
| Вендор | 2018 г. | 2019 г. | Доля рынка в 2019 г. | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | HPE | 4766 | 5095 | 37,2% |
| 2 | Dell | 2833 | 3012 | 22,0% |
| 3 | Lenovo | 957 | 891 | 6,5% |
| 4 | Inspur | 781 | 860 | 6,3% |
| 5 | IBM | 970 | 498 | 3,6% |
| 6 | Sugon | 462 | 442 | 3,2% |
| 7 | Atos | 270 | 398 | 2,9% |
| 8 | Fujitsu | 269 | 295 | 2,1% |
| 9 | Penguin | 244 | 249 | 1,8% |
| 10 | NEC | 201 | 216 | 1,6% |
| 11 | Cray | 313 | 106 | 0,8% |
| 12 | Остальные | 1612 | 1650 | 12,0% |
| Всего*: | 13679 | 13710 | 100,00% |
* — может не совпадать с суммой из-за погрешностей округления
Источник: Hyperion Research, 2020
«Главенствующее» положение серверов сохранится в ближайшие годы, хотя их доля немного уменьшится — быстрее всего будут расти сегменты СХД и промежуточного ПО.
Динамика рынка высокопроизводительных систем On-premise по компонентам, $млн
| 2018 г. | 2019 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2023 г. | 2024 г. | Рост в 2019–2024 гг. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сервера | 13675 | 13710 | 11846 | 13295 | 15817 | 17942 | 19044 | 6,8% |
| СХД | 5381 | 5427 | 4772 | 5410 | 6519 | 7577 | 8099 | 8,3% |
| Промежуточное ПО | 1590 | 1613 | 1402 | 1576 | 1902 | 2171 | 2317 | 7,5% |
| Приложения | 4652 | 4689 | 4062 | 4455 | 5258 | 5862 | 6111 | 5,4% |
| Услуги | 2248 | 2239 | 1899 | 2040 | 2366 | 2587 | 2643 | 3,4% |
| Всего On-premise* | 27546 | 27678 | 23981 | 26774 | 31862 | 36138 | 38214 | 6,7% |
* — может не совпадать с суммой из-за погрешностей округления
Источник: Hyperion Research, 2020
Виртуализация сетей: как глобальные тренды проявляются в российских условиях
Интеграция
Программное обеспечение, используемое в HPC-системах, можно разбить на три класса: с открытым кодом, разработанное непосредственно владельцем систем под их задачи и ПО, разработанное специализированными «третьими фирмами». По данным Intersect360 Research, в науке и при расчете погоды чаще всего используют ПО с открытым кодом. В бизнесе, финансовой сфере, геофизике (крупнейший потребитель таких расчетов — добывающие компании) — программное обеспечение собственной разработки. ПО от сторонних разработчиков популярно при инженерных и термодинамических расчетах. Практически поровну делится рынок между тремя видами ПО в сегменте средств визуализации.
Высокопроизводительные вычисления как облачный сервис
Системы HPC недешевы, их обслуживание также обходится довольно дорого. И, во многих случаях, их вычислительная мощь нужна для решения больших, но разовых задач. Поэтому неудивительно, что, как и все остальные ИТ-системы и сервисы, высокопроизводительные решения понемногу перебираются в облака. Дополнительный стимул использовать облачные системы дала пандемия COVID-19. В результате, согласно прогнозу Hyperion Research, сегмент «HPC в облаке» будет расти более чем в 2,5 раза быстрее, чем рынок «локальных» HPC-систем -на 17,6% в год до 2024 г. включительно.
Рекордным по темпам роста для облачных HPC-систем стал 2019 г., когда траты на них увеличились почти на 60%, в 2020 г. рост упал до 10%, что на фоне общего падения в абсолютных цифрах не так уж и плохо. В 2021–2024 гг. рынок облачных HPC будет расти, по прогнозу Hyperion Research в районе 20% ежегодно, а среднегодовой темп роста составит 17,6%. И если в 2018 г. рынок облачных HPC составлял менее $2,5 млрд (8% от общего рынка HPC), то к 2024 г. он достигнет $8,8 млрд (18,7%).
Предполагаемое распределение долей сегментов рынка HPC в 2024 г.
Источник: Hyperion Research, 2020
А весь рынок HPC за счет опережающего роста облачной составляющей превысит в 2024 г. $47 млрд.
Развитие облачной составляющей HPC позволит облегчить доступ к высокопроизводительным вычислениям тем, кому HPC-решения не нужны на постоянной основе или тем, кто хочет поэкспериментировать со своими рабочими нагрузками и задачами. В частности, по прогнозам, уже в этом году около 20% рабочих нагрузок, связанных с задачами в области искусственного интеллекта, перейдут в облака. Это связано как с доступом к специальному оборудованию и программному обеспечению, ориентированному на приложения ИИ, так и наличию у облачных провайдеров наборов данных, необходимых для тренировки ИИ.
Полный текст статьи читайте на CNews
