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厦门大学:超越25万亿次,高性能计算不以排名论英雄

[日期:2015-07-29] 来源:存储在线  作者: [字体: ]

  当超级计算机的计算能力动辄每秒百万亿次、千万亿次的时候,厦门大学网络计算中心每秒25万亿次的超级计算机还能入你的法眼吗?我甚至怀疑,25万亿次能够进入全球超级算机Top500排行吗?

  

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  对科学计算的依赖

  厦门大学信息与网络中心副主任许卓斌在接受采访时表示:“高性能计算说得比较多,我们更喜欢用科学计算来描述,因为它可以很明确地指向基础学科研究,如化学、物理、生物学科所涉及的分子动力学、结构、流体力学,环境海洋、气候学计算。”

  “国内很多人建设高性能计算中心往往会考虑HPC Top500排行,我个人可能更看重计算应用的实际需求。高性能计算也遵循‘摩尔定律’,价格每年下降1/3,因此,应用就是要和时间赛跑。”他说。

  谈到超级计算机应用,厦门大学化学化工学院赵仪教授表示,厦门大学理论化学研究在国内名列前茅,由厦大牵头的”国家能源材料化学协同创新中心”,是一个专门研究能源材料化学的超级科研中心,该中心的计算全部要依靠HPC技术。据厦门大学化学化工学院吴玮教授介绍,在理论化学研究需要大量使用商用软件,其中很多属于大型的软件。除了商用软件之外,很多教授也会自己做一些软件开发。

  “我们的研究始终伴随着软件的应用和开发。” 吴玮教授说。

  集中和分布相结合

  厦门大学超级计算机建设应用是一个集中和分散相结合的典型模式。其中,通过构建集中超级计算机,由网络计算中心管理和调度为全院的学科应用提供服务,与此同时,化学化工学院也根据自己的特点和需要,采购了部分超级计算机。

  厦门大学信息与网络中心工程师余钰炜介绍了厦门大学超级计算机应用的三个阶段。厦大作为综合性大学,对高性能计算非常依赖,起步也非常早,1996年就有拥有第一台HPC计算机。2006年又构建了以SuperDome为核心的第二代高性能计算系统。如今系统构建于2013年,属于第三代产品,50个节点采用了System x服务器,其计算能力可以达到每秒25万亿次。而就在去年,联想已完成对System x产品线的收购。

  记者查阅了最新全球Top 500排行,25万亿次计算能力距离Top500动辄百万亿次的门槛还有一段距离,但就像许卓斌所说,高性能计算不是以Top500排行论英雄的,再好的机器,也还是需要在使用中发挥威力。

  计算能力很重要

  赵仪教授表示:超级计算机的能力非常重要。

  “如今,计算软件已经非常完美,只要横向扩展,它的能力就会被充分释放,计算的效率完全不同,如果超级计算能力不够强,有时候需要等上一个月,甚至更长时间。”他说。

  “事实上,厦大对高性能计算的需求是非常大的,如今的系统远远不够满足使用。我们正在设想构建一个基于云架构的服务系统,对设备进行统一管理,有些系统仍然放在如化学化工学院,但能够从云端调用,分享计算资源,这是未来的发展方向。”许卓斌说。

  厦门大学化学化工学院工程师谷俊井表示,如今超级计算机的利用率非常高,因为学生、老师人数很多,经常会有作业排队。如果作业的并行度不高,则作业就会对服务器的主频和内存提出很高的要求,这就需要采购过程中格外关注。

  许卓斌表示,并不是任何x86服务器都适合用于构建超级计算机集群。一要关注能耗,不同品牌服务器散热、功耗控制设计各不相同,需要选择低能耗的产品。二要关注稳定性,不仅事关维护,也关乎成本和效率。如果一个计算算了一半失败,从头再算,相当于损耗翻倍。第三需要对x86服务器进行定制。通常高性能计算需要高CPU主频,但对内存容量的需求可以适当降低。

  “我认为胖节点超级计算的市场还会长期存在,但是不再是主流,其市场还会萎缩,生态圈厂商还会继续减少。”他说。

  合理调度是关键

  如今上海、北京、深圳等城市都构建了超级计算中心,借助集中服务的模式,避免重复建设造成的浪费,这也是一个管理的思路。

  吴玮教授表示,很多时候超级计算应用不是简单的算一下,很多软件需要自己写、自己调试。如果使用外部资源,限制会比较多,如果需要灵活定制,价格不菲,因此很多时候,还是需要把握平衡点。

  “这牵涉到一个资源调度的问题。” 许卓斌说。

  他表示,我们会选择LSF平台软件,支持RISC、X86的共享调度。通过构建虚拟机平台,同时也实现了不同操作系统的跨平台调度。这让管理的效率大大提高。我们也制定了大/小队列的调度策略,防止使用一个CPU计算作业过多抢占资源。相对而言,公共计算资源就没有这样的灵活策略。

  应该说专业化的管理,对于控制超级计算机的使用成本立竿见影。如今,厦门大学信息与网络中心数据中心的PUE控制在1.64的水平,这在全国数据中心也是非常高的水平。

  据了解,厦门大学采用了各种降低能耗的技术,如冷热通道封闭等。这些技术不复杂,关键在于落实和实施。利用新校区建设的有利条件,这就摆脱了环境条件限制的制约,这就使得数据中心达到了一个非常好的水平。而新旧校区之间的裸光纤连接,也让老师和学生能够跨越地理空间的限制。

  一切都体现了很高的水平!这是厦门大学超级计算中心留给我的印象!

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