在数字化时代加速发展的当下，企业面临着前所未有的数据增长和计算需求。高性能计算（HPC）不再是科研机构的专利，它已成为推动企业创新、优化业务流程和增强竞争力的关键技术。高性能计算（HPC）提供了处理复杂计算任务的能力，这在许多行业中都是必不可少的。

例如，在生命科学行业，高性能计算（HPC）能够加速新药的发现过程,；在汽车行业，它能够支持复杂的模拟和测试，加速产品开发周期；在金融行业，高性能计算（HPC）则用于进行高频交易和风险评估，便于快速交易。

许多行业客户面临：

• 数据处理能力不足：随着数据量的激增，传统计算资源难以满足处理大规模数据集的需求。

• 计算效率低下：复杂的数据分析和模型训练任务需要极高的计算效率，传统系统缺乏足够的并行处理架构，如多核处理器、GPU（图形处理单元）或其他专用加速器，这使得它们在执行需要大量并行运算的任务（如大数据分析、机器学习算法等）时效率较低，计算效率低下。在制药行业中，新药的开发涉及到大量的化合物筛选和生物活性测试，这需要处理和分析巨量的数据来确定哪些化合物最有可能成为有效的药物。比如，许多生命科学的制药公司通过使用百度智能云 CHPC高性能计算资源，公司能够加速数据处理和模拟测试的速度，更快地筛选出有潜力的药物候选，加快研发周期，增加创新的速度。

• 创新受限：目前的产品开发和科研工作越来越依赖于复杂的数据分析、模拟和计算密集型的测试，这些都需要强大的计算支持来实现缺乏强大的计算支持，否则会影响企业在新产品开发和创新研究。

• 成本问题：在传统的 IT 投资思路下，企业通过自建 HPC 集群满足业务需求，这导致了巨大的设备采购、维护和更新成本。
  

1 全栈 HPC 解决方案

百度智能云的云高性能计算平台 CHPC（Cloud HPC）为企业提供了一套覆盖「混合云 – 资源 – 管理 – 应用」全栈 HPC 解决方案，提升业务计算速度，优化集群使用效率，降低资源使用成本。

1.1 混合云 HPC 集群

在传统的 IT 投资思路下，企业通过自建 HPC 集群满足业务需求，这导致了巨大的设备采购、维护和更新成本。

百度智能云的 CHPC 提供了混合云 HPC 集群能力，可以帮助企业统一纳管本地和多云 HPC 集群。

企业可以将最关键的任务提交至使用最新一代硬件资源的云上 HPC 集群中，使得这些应用处于最佳运行状态。同时，将涉密的任务部署在本地 HPC 集群中，确保商业秘密的安全。

同时，CHPC 提供了云上云下资源的实时监控和报表统计能力，为优化整体资源配置和提升运行效率提供数据支持，保证资源利用最大化。

1.2 最新一代计算资源

目前，CHPC 可提供搭载最新 AMD 第四代 EPYC 处理器 Genoa 的全新计算实例，单实例最大支持 192 物理核心；同时，提供搭载 Intel 第五代 Xeon EMR 系列处理器的计算实例，主频不低于 3.2GHz。此外，CHPC 还可提供最大 3TB 内存的大内存型实例规格，帮助求解计算中的隐式算法提高计算性能。

1.3 动态调度与弹性伸缩

在混合云 HPC 集群和最新一代硬件的基础上，CHPC 还提供了任务动态调度和资源弹性伸缩能力，确保了集群的资源能够被充分利用，提交的任务可以被第一时间运行，降低企业投入资源成本的同时，提升任务运行速度。

1.3.1 任务动态调度

在实际生产过程中，通常会将 HPC 集群资源分为多个队列，将不同任务分别调度到不同队列上运行。在集群中的各个任务运行一段时间后，容易出现队列和任务的匹配不是最优的情况，产生资源浪费的问题。CHPC 能够全面监控计算节点的资源使用状态，将处于排队中的任务动态调度到空闲的队列上，这样就能够很好的解决资源浪费的问题。比如，某队列因高优先级任务使得资源一直被占据，导致其他被提交至该队列的任务长时间处于等待状态。同时，另一队列已经完成了之前提交的任务，正处于资源闲置状态。CHPC 将会动态调度这些排队的任务到空闲资源上，确保每一份资源都被充分利用，加速业务整体计算速度。

1.3.2 资源弹性伸缩

在实际生产过程中，集群中承载的任务数量以及所需的资源，会随着项目的发展不断变化。如果在项目初始阶段就提前购买满足业务高峰期的资源，直到项目结束再全部释放，或者通过运维工程师手动的进行资源和任务的适配，都会产生不必要的资源浪费，增加项目成本。

CHPC 提供了基于负载变化的资源弹性伸缩能力，使得资源可以按需调用和实时计费。比如，在任务提交和结束后， CHPC 自动扩展和释放资源并进行计费，确保了用户项目的总体费用最低。运维工程师无需再守在屏幕面前为作业需求进行资源的扩容和缩容。

1.4 应用性能优化

通过最新一代的硬件资源，结合任务动态调度和资源弹性伸缩等管理能力，打造强大的 HPC 集群基座的同时，还需要对上层的应用进行优化，充分发挥基座的能力，使得整个任务运行效果达到最优。CHPC 借助 Btune 对业务侧常用的开源应用进行了性能调优，确保运行在集群中的任务不存在性能瓶颈，能够充分利用底层硬件资源能力。

2 案例

2.1 生命科学

生命科学行业的企业 A 采购部署了本地 HPC 资源。虽能满足日常科研工作，但在对外交付的项目中经常出现大量的短期算力需求，本地 HPC 的资源规模难以确保项目如期交付。

企业 A 借助百度智能云的 CHPC 构建了覆盖本地集群的混合云 HPC 方案，确保资源需求的高峰期自动扩展云上资源，并借助经过 Btune 性能调优过的开源应用程序，加速高通量基因测序和深度分析等任务，加快科研成果产出。

同时，在任务运行完成后，企业 A 将存储在对象存储 BOS 中的业务结果数据一键同步至百度网盘分发给下游客户，不仅为企业 A 节省了对象存储的流量费用，还提升了下游客户的业务体验。

2.2 工业制造

汽车行业的新势力企业 C 基于本地 IDC 建立了包括百度智能云、第三方云的混合云 HPC 方案，为任务匹配最佳的计算资源，让车企 C 的旗舰车型能够更快地完成从概念验证到产品上市过程。

为了管理庞大的 HPC 集群，企业 C 的管理员基于混合云提供的全局资源管理和任务动态调度的能力，结合云上云下资源的实时监控和报表统计功能，实现了资源效能的最大化。

同时，系统管理员需要使用复杂的命令对 HPC 集群进行操作。为了进一步提升管理效率，百度智能云将集群管理的命令操作统一到 CHPC 控制台，支持可视化操作，提升管理员的资源管理效率。

百度智能云的高性能计算平台 CHPC 为传统的企业级 HPC 带来了新的玩法，提供混合多云集群、公有云的弹性资源、集成行业特点的工具和应用、性能优化等。目前，CHPC 已成功落地于工业制造、生命科学和教育等多个行业，帮助企业降低成本，快速应对市场需求，提升竞争力。

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