高性能計算云（HPC Clound）服務(wù)白皮書

1 1 3 4 13 13 15 18 24 26 30 32 33 34 34 35 36 37 37 38 39 40 40 42（一）算力多樣性將成為高性能計算云服務(wù)發(fā) 45 46 3 6 7 10 12 13 331一、高性能計算云發(fā)展現(xiàn)狀2;全球高性能計算市場增長最快的是高性能計算云市場，增長率超過如圖1所示，超算云是超算服務(wù)云化發(fā)展過程中的一種產(chǎn)品形4云用云，進(jìn)一步提升企業(yè)生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)價值，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。56圖2展示了基于高性能計算云的工業(yè)仿真平臺，該平臺集成了7應(yīng)用軟件種類眾多，部分計算任務(wù)對I/O89天氣和氣象建模及仿真工作負(fù)載能夠盡可能地快速、高效運行，讓HPC資源得到充分利用。還提供了一種循環(huán)系統(tǒng)開源工作流引擎，圖4展示了基于高性能計算云的石油勘探解決方案，該方案具EDA的出現(xiàn)極大縮短了芯片設(shè)計周期及提高成功率。隨著芯片工藝EDA高性能計算云解決方案可以幫助芯片設(shè)計企業(yè)提升EDA運行效率，加速產(chǎn)品上市；減輕IT投資壓力，降低IT運維難度。務(wù)編排等豐富的服務(wù)能力，滿足行業(yè)應(yīng)用差異化、定制化服務(wù)需求。高性能計算云平臺可提供滿足不同計算需求的基礎(chǔ)資源供給服所有的計算資源都基于此通用基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建，以便靈活調(diào)度和擴展。（Hypervisor）來創(chuàng)建和管理虛擬機實例。虛擬機監(jiān)視器負(fù)責(zé)分配和智能網(wǎng)卡的一個重要功能就是將原本運行在主機Hypervisor上的集群管理服務(wù)承擔(dān)著將整個高性能計算云服務(wù)系統(tǒng)中的資源進(jìn)源方面，從算力資源形式上可以分為物理核心算力和虛擬核心算力。高性能計算云實現(xiàn)高效計算的核心功能離不開特有的基礎(chǔ)軟件高性能計算云服務(wù)中的隊列管理服務(wù)包括隊列監(jiān)控、隊高性能計算云服務(wù)中的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境主要包括開發(fā)工具及接口、分成多個小型計算任務(wù)，并在單個計算節(jié)點上的多個CPU核心和Intel編譯器等。在數(shù)據(jù)庫方面，可提供常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如高性能計算云服務(wù)中通常會使用一些性能分析工具來幫助用戶監(jiān)控幫助用戶了解應(yīng)用程序的性能狀況，并且可以Nagios、Zabbix、Ganglia等，性能調(diào)優(yōu)工具包括VTune、Perf、通用應(yīng)用服務(wù)可以幫助用戶快速構(gòu)建和部署各種計算和數(shù)據(jù)處深度學(xué)習(xí)框架服務(wù)提供了多種深度學(xué)習(xí)框架，如TensorFlow、模型推理服務(wù)可以將訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型部署到高性能計算大數(shù)據(jù)分析服務(wù)提供了多種數(shù)據(jù)處理和分析工具，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)可以提供多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如MySQL、應(yīng)用可視化按操作系統(tǒng)平臺可分為Windows和Linux兩類，Windows應(yīng)用可視化一般采用商用虛擬顯示VDI方案，常見的有高性能計算云服務(wù)所提供的應(yīng)用可視化的另一種典型場景稱為高性能計算任務(wù)的能力，這類應(yīng)用主要以工業(yè)仿真領(lǐng)域的商用使得平臺用戶可以通過用戶展示界面直觀了解算力資源的使高性能計算云服務(wù)支持通過管理門戶可視化的方式對作業(yè)進(jìn)行高性能計算云服務(wù)支持用戶通過門戶可視化的方式提交和控制高性能計算云服務(wù)服務(wù)通過多種直觀的圖表形式展示各類資源數(shù)據(jù)安全應(yīng)確保高性能計算云服務(wù)數(shù)據(jù)處于有效保護(hù)和合法利準(zhǔn)安全策略對高性能計算云服務(wù)平臺運行環(huán)境進(jìn)行安全加固及策略;;圖7高性能計算云服務(wù)十大關(guān)鍵能力地分配到計算資源上執(zhí)行的過程。作業(yè)調(diào)度的目標(biāo)是優(yōu)化資源調(diào)度、公平共享調(diào)度、搶占調(diào)度、預(yù)留調(diào)度、數(shù)據(jù)感知調(diào)度高性能計算云服務(wù)中的可視化能力保障可以幫助用戶直觀地了（一）算力多樣性將成為高性能