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IP屬地：四川 上傳時間：2022-08-25 格式：PPTX 頁數(shù)：21 大?。?.11MB 積分：15 舉報 版權(quán)申訴

1、混合架構(gòu)超算平臺助力高?？蒲懈咝阅苡嬎愀咝阅苡嬎闶堑谌罂蒲蟹椒ǜ咝阅苡嬎阋淹碚撗芯亢涂茖W(xué)實驗一起成為人類探索未知世界的三大科學(xué)手段，被 稱為支撐科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第三個支柱，科技進步的重要標(biāo)志之一，也是國家科技綜合實力 和高?？蒲袆?chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)理論 實驗高性能計算國家發(fā)展戰(zhàn)略2015年7月，美國正式啟動“國家戰(zhàn)略性計算計劃”（National Strategic Computing Initiative，NSCI），旨在使高性能計算的研發(fā)與部署最大程度地造福于經(jīng)濟競爭與科學(xué) 發(fā)現(xiàn)2015年9月，歐盟1.4億歐元資助多個高性能計算項目和卓越中心，開啟百億億次計算項目研究，歐洲超算聯(lián)盟啟動2020

2、地平線計劃2016年5月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要， 推動寬帶移動互 聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、高性能計算、移動智能終端等技術(shù)研發(fā)和綜合應(yīng)用高性能計算高性能計算應(yīng)用學(xué)院信息學(xué)院土木 學(xué)院生命學(xué)院大氣學(xué)院化工學(xué)院數(shù)學(xué)藥學(xué)學(xué)院院學(xué)院高校計算模擬應(yīng)用領(lǐng)域核學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 草業(yè) 院 資環(huán)物理學(xué)院學(xué)院分布雙 一 流 學(xué) 科重 點 學(xué) 科計算模擬特色應(yīng)用領(lǐng)域高性能計算應(yīng)用大氣沙塵對我國西北半干旱氣候影響機理的研究物理引力波探測數(shù)據(jù)處理生命干旱區(qū)與高寒區(qū)生態(tài)修復(fù)與應(yīng)用物理量子色動力學(xué)與強子物理研究資源環(huán)境氣候動力學(xué)及不同尺度氣候變化研究化學(xué)基于分子模擬、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)的藥物研究泛

3、第三極生態(tài)環(huán)境與氣候變化前沿科學(xué)中心泛第三極生態(tài)環(huán)境與氣候變化研究祁連山研究院祁連山生態(tài)環(huán)境保護管理與可持續(xù)發(fā)展西部生態(tài)安全省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心多圈層相互作用及其環(huán)境氣候效應(yīng)高性能計算情況高性能中心基本情況高性能計算中心由“十一五”、“211工程” 項目資助建設(shè)，總投資450萬元人民幣，于2006年9月建成，計算能力889. 6 GFlops 2011年GPU計算平臺高性能計算平臺成果研究項目和論文：支撐973、國家重大項目、科技部國家科技基礎(chǔ)條件平 臺、國家自然基金等項目，依托平臺計算發(fā)表的論文過百篇； 百篇最具國 際影響力論文；百篇優(yōu)秀博士論文資源共享：中國教育科研網(wǎng)格China Grid

4、項目國際交流與合作：環(huán)太平洋網(wǎng)格中間件聯(lián)盟PRAGMA培養(yǎng)交叉學(xué)科人才：培養(yǎng)的化工學(xué)院博士中已有11人次獲得國家自然科學(xué) 基金的資助；并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽西北及東北賽區(qū)一等獎；下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 創(chuàng)新大賽三等獎；高性能云計算創(chuàng)新大賽一等獎；高性能計算調(diào)研高校高性能計算平臺建設(shè)情況（2013年以后）學(xué)校名稱計算能力學(xué)校名稱計算能力北京大學(xué)1000萬億次（2017）南京大學(xué)870萬億次 （2017）山東大學(xué)384萬億次（2017）武漢大學(xué)300萬億次（2016）大連理工366萬億次（2015）中國科技大學(xué)3000萬億次（2019）上海交通大學(xué)2300萬億次（2019）南方科技大學(xué)2000萬億次（2018）

5、2015年中國 HPC TOP100榜單榜單最末位（第100位）的理論計算峰值370萬億次/秒校級超算平臺規(guī)模已經(jīng)由百萬億次到千萬億次高性能計算調(diào)研主要學(xué)院計算資源調(diào)研情況單位軟件運行平臺并行方式物理、化學(xué)、土木、藥學(xué)院、數(shù)學(xué)VASP、Siesta、Matlab、NAMD、GROMACS、Gaussian、Wien2k、Tensflow、Fluent等Ubuntu CentosRedhatMPI OpenMPCUDA大氣、資環(huán)學(xué)院WRF、CESM等Ubuntu CentosMPI OpenMP生命學(xué)院BWA、GATKFalco、 Blast等Ubuntu CentosOpenMP MPI高性能

6、計算調(diào)研不同應(yīng)用需要不同類型計算節(jié)點應(yīng)用類型配置應(yīng)用學(xué)科計算密集型高主頻CPU力學(xué)，有限元分析，蒙特卡羅模擬內(nèi)存密集型高帶寬內(nèi)存基因比對、生物信息學(xué)、量子化學(xué)、 地理信息學(xué)、理論物理、電磁仿真、 分子動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)密集型高速IB網(wǎng)絡(luò)分子動力學(xué)、藥物研發(fā)IO密集型高帶寬，大容量并行存儲氣候、資源環(huán)境模擬、基因加速型GPU卡生物信息學(xué)、計算化學(xué)、深度學(xué)習(xí)、流體力學(xué)平臺建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)平臺建設(shè)挑戰(zhàn)用戶計算需求多樣性滿足多個學(xué)科應(yīng)用特點技術(shù)的發(fā)展新模式的出現(xiàn)科學(xué)計算人工智能數(shù)據(jù)處理平臺需求校級平臺整體需求硬件環(huán)境軟 件 環(huán) 境系統(tǒng)維護需要專業(yè)級別的系統(tǒng)管理 員維護，管理員技術(shù)較高;滿足不同學(xué)科需求多種架構(gòu)混

7、合集群；高性能、高擴展性的存儲；高帶寬、低延遲的高速網(wǎng)絡(luò)；學(xué)科軟件多樣化，系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜作業(yè)調(diào)度策略復(fù)雜；使用用戶較多，加強集群資源管理，限制 用戶計算資源；系統(tǒng)安全要求；需要采用專業(yè)的集群管理軟件；總體建設(shè)目標(biāo)計算能力達到1000萬億次、4PB存儲、100G高速網(wǎng)路的計算平臺完善的軟件環(huán)境，高性能計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析滿足我校多個學(xué)科的計算與海量存儲需求建設(shè)目標(biāo)氣象環(huán)境 天氣/氣象預(yù)測 污染/臭氧空洞水文地質(zhì)生命科學(xué)醫(yī)學(xué)/生物學(xué) 基因測序/蛋白質(zhì)生態(tài)學(xué)材料學(xué)/化學(xué) 納米科學(xué) 分子動力學(xué) 藥物設(shè)計 量子化學(xué)地球/地理地球模擬地理信息空間數(shù)據(jù)資源環(huán)境保護草業(yè)大數(shù)據(jù)分析

8、基因組轉(zhuǎn)錄組 表達量計算計算物理天體測量/天體力學(xué)引力波探測統(tǒng)計物理與復(fù)雜系統(tǒng)凝聚態(tài)物理平臺架構(gòu)本地計算中心數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用倉庫數(shù)據(jù)分析大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)成果共享用戶社區(qū)知識傳承資源調(diào)度權(quán)限隔離容器引擎公有云虛機引擎混合設(shè)計架構(gòu)教學(xué)實訓(xùn)平臺拓撲整體方案拓撲圖整體浮點計算能力：1218萬億次機房建設(shè)機房采用模塊化機房，占地小，供電、散熱、網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控、消防一體化高可用性、高可靠性、高安全性、高可擴展性智能：數(shù)據(jù)中心量化可視，信息全面 掌控平臺特色方案特點1-容器Docker非root用戶使用授權(quán)問題調(diào)度管理器的資源限制無法施加到容器中MPI應(yīng)用程序在Docker上性能不高網(wǎng)絡(luò)棧對Docker私有導(dǎo)致對

9、Infiniband不完全支持SingularitySingularity對MPI支持的版本有限社區(qū)以及鏡像市場沒有Docker成熟和豐富Nvidia-docker一個可以使用GPU的Docker平臺特色方案特點1-容器產(chǎn)品功能復(fù)雜運維解決運維人員不得不管應(yīng)用，需要管理復(fù)雜場景的問題科研效率低解決各個學(xué)院建設(shè)時，用戶需要對平臺系統(tǒng)維護， 浪費時間研究平臺，科研效率降低的問題需求爆炸性增長解決各個學(xué)科對計算需求爆炸增長，應(yīng)用軟件日新 月異，計算工具五花八門的問題人才培養(yǎng)解決社會對HPC、大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)人才大量 需求，傳統(tǒng)建設(shè)方案無法支持人才培養(yǎng)，問題日益 嚴(yán)峻的問題。平臺容器化整個平臺采用

10、統(tǒng)一的容器調(diào)度系統(tǒng)，Linux的軟件、環(huán)境在 容器內(nèi)實現(xiàn)，Windows的軟件、環(huán)境以虛擬化形成實現(xiàn)。場景鏡像化整合不同軟件、不同環(huán)境、不同場景，打包成不同的鏡像模板，通過應(yīng)用商店形式發(fā)布，并可進行一鍵創(chuàng)建。場景共存化支持單機交互計算（命令行終端、圖形桌面應(yīng)用）、HPC調(diào) 度系統(tǒng)（Slurm、Torque、PBS ）、大數(shù)據(jù)、人工智能以 及預(yù)處理、數(shù)值計算、后處理工作流模式等場景共存。自主可控容器為自己開發(fā)，完全自主可控，可根據(jù)需求進行不同的功能定制和開發(fā)。解決方案平臺創(chuàng)新OpenFOAM制造傳統(tǒng)業(yè)架構(gòu)TaiShanTaiShan傳統(tǒng)生架命構(gòu)科學(xué) TaiShanCANU傳氣統(tǒng)象架海構(gòu)洋WRF方案特點2 -基于自主可控CPU的計算集群性能提升TaiShan 2280V2 248=96核心平臺測試方案測試聯(lián)科CRCT容器、華為云泰山服務(wù)器測試CPU型號Intel(R)Xeon(R)Gold 6151 CPU 3.00GHz218 36核內(nèi)存192G網(wǎng)絡(luò)100G Infinband操作系統(tǒng)Centos7.3編譯器Intel MPI應(yīng)用Matlab 、 VASP 、 WRF 、PISM和COMOSOL服務(wù)器TaiShan2280V2(CPU ： 2 * 鯤鵬 9202*48核內(nèi)存256G操作系統(tǒng)Centos7.3編譯器Open MPI應(yīng)用WRF算例2010年8月1日到30日 發(fā)生在青藏