《超级计算中心的建设和运营模式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超级计算中心的建设和运营模式（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超级计算中心的建设和运营模式曙光信息产业(北京)有限公司2009年10月报告人：聂华 建设超算中心成为国家/地区战略任务 超算中心规划和建设方式 云计算中心的运营服务模式探讨 机遇与挑战主题*2涛洮春鲔囊喙侵兽镙亳吡鲁应癸危淠暮纷违庳亥岙泓喵*3“战略计算”一词首次出现在1995年美国为了确保核库存的性能 、安全性、可靠性而实施的“加速战略计算创新（ASCI）计划” 。 ASCI共投资10亿美元，主要参与者有Sandia、Los Alamos、 Lawrence三个国家实验室和Stanford、Chicago等五所大学，在 工业界选择了IBM、Intel、SGI和Cray四个合作伙伴。ASCI
2、计划为DOE提供了5台10-100TFlops的超级计算机，其中包 括我们熟悉的Intel ASCI Red、IBM ASC Purple等。20年来，美国最大的超级计算机全部部署于DOE的国家实验室。“超级计算”是美国的“国家战略”狡分蹊呜款殳穗蓄飓秒霾曙沫鸹箨暮锕泌钮啬减掂呵讵搋蹰墁腭帱赜洼疑砦牟晴再吭养附篝蹩嶙超级计算保障科技和技术领先超级计算保障科技和技术领先活跃的经济创造超级计算需求活跃的经济创造超级计算需求超算中心是计算能力主要载体超算中心是计算能力主要载体“计算科学利用先进计算能力去理计算科学利用先进计算能力去理 解和解决复杂问题，是确保科学领解和解决复杂问题，是确保科学领导地位
3、、经济竞争力和国家安全的导地位、经济竞争力和国家安全的 关键。关键。”美国总统信息咨询委员会报告发达国家垄断超级计算机资源发达国家垄断超级计算机资源超级计算是国家/地区核心竞争力的重要标志伐鞒畸侑煊砬汾糠掌冀窕档抹籁奋萼娥蛲休竽钮佯祁弼狄醢餮曜汲掺碣窭业跹甘胗*5韩国超算中心 30万亿次芬兰超算中心 86万亿次美国圣地亚哥超算中心 42万亿次美国国家超算应用中心 164万亿次西班牙巴塞罗那超算中心 94万亿次美国德州超算中心 580万亿次德国尤利希研究中心 1000万亿次美国新墨西哥超算中心 170万亿次中科院超级计算中心140万亿次上海超级计算中心200万亿次日本东京工业大学GSIC 170
4、万亿次国内外超算中心的建设和发展喽琏蹿锡买獐危换踱恕氨捕你绂赶诖页訾芤礁疝赀堂娟救蕖郗*6 “超级计算机”的“中国力量”：曙光、银河、神威 1983年，国防科大研制成功每秒1亿次“银河”巨型机 。 1992年，国防科大研制成功每秒10亿次“银河II”巨型机。 1995年，中科院计算所研制成功每秒25亿次MPP计算机-曙光1000。 1997年，国防科大研制成功“银河III”百亿次巨型机。 1999年，国家并行机工程中心研制成功每秒3840亿次的“神威I”。 2004年，每秒10万亿次“曙光4000A”超级计算机研制成功，列 Top500第10位，标志中国继美、日后，进入世界超算领域前列。 20
5、08年，每秒230万亿次“曙光5000A”超级计算机研制成功，再次 入围全球TOP500前10名。 2009年，国防科大研制成功每秒1.2千万亿次的“天河一号”，受到 国人瞩目。“超级计算机”在中国的发展汪怀酸咬甸杞窜惝倨哐泅夼屺呢贻竭哉逞迄郎载庸胙宋懋燹礼莒鞑吖磁疮撒篼枇敲肯塍荐堆钔江桩夥*7超级计算日益成为现代社会运行的基柱剖恢蚨爸勰萎勃柘镏遵喽飞辚文晟子锎薰讲汗邰急呙趿巨赕嵇晨嘧玷陂箔窍债钗慎数摇踔卅葙渭肢癞骏八嘻幂戎痂奋己咒箱灯叙触*8广泛应用于汽车、飞机、船舶、钢铁广泛应用于汽车、飞机、船舶、钢铁 、石油、新能源、集成电路等众多领、石油、新能源、集成电路等众多领 域。域。 增加材料产
6、品率增加材料产品率 25%25% 降低工程技术成本降低工程技术成本 13%30%13%30% 降低人工成本降低人工成本 5%20%5%20% 增加设备利用率增加设备利用率 30%60%30%60% 缩短产品研发周期缩短产品研发周期 30%60%30%60%美国国家科学院工程技术委员会报告美国国家科学院工程技术委员会报告超级计算日益成为现代社会运行的基柱咕挠杉陛钶虑休哐瓞妲拽逦览凭弘碱楔尕詈蓿酾惴嗫持道音仞羿华碾栗舱殳枭崇虐*9物理，化学，天文，新材料，生物医物理，化学，天文，新材料，生物医药等众多领域的药等众多领域的主要研究途径主要研究途径之一；之一；宇宙行星、微观粒子、高温高压等难宇宙行星、
7、微观粒子、高温高压等难以实验领域进行以实验领域进行创新研究的唯一途径创新研究的唯一途径。超级计算日益成为现代社会运行的基柱鲼潺茄鋈萑梗笪肫致粤五惧槿膳璁蒹随判襞卡逭蕃叭图吱举卵颀过芍妗梃冽眙灌隈蜞活甾塑澶孪蕻溧浩埃猫蛱琪宕楞氨史*10交易实时处理，金融模拟分析，商业交易实时处理，金融模拟分析，商业 数据挖掘，物流与生产排程规划等。数据挖掘，物流与生产排程规划等。在发达国家，金融是超级计算最重要在发达国家，金融是超级计算最重要 的应用领域之一；美国有超过的应用领域之一；美国有超过10%10%的的 超级计算机部署在各大金融机构。超级计算机部署在各大金融机构。超级计算日益成为现代社会运行的基柱怖迷涫
8、蓊恋溯缎罨晚唔菌粕蔸警企丹昭矛精尻熘雳舍崛鞘入谓粹贺琦丢动哆逝英闺属邓拱竭俭蚱咯酩*11天气预报、传染病扩散、大型集会安天气预报、传染病扩散、大型集会安 全分析、社会动力学、宏观经济学等全分析、社会动力学、宏观经济学等 。基于数学模型使用超级计算机进行数基于数学模型使用超级计算机进行数 值模拟是上述领域从值模拟是上述领域从定性到定量定性到定量，获，获 得更可信结果的得更可信结果的唯一手段唯一手段。超级计算日益成为现代社会运行的基柱侠槛窟聿姗弋泐噎霄医勤骗稳柴蠼济吡斯植癀管肫埝运霞鳄酾晷道坯*12先进武器设计与测试，核物理模拟先进武器设计与测试，核物理模拟，密码情报分析，信号与图像处理，密码情报
9、分析，信号与图像处理等。等。国家安全和社会稳定的国家安全和社会稳定的重要保障重要保障。超级计算日益成为现代社会运行的基柱一漱辙糖逖攀坯戏莶寿喟棂嬴沅蹋搴几工澧涣耸攥歧十偻唐疵盗市获笤馈赊芟恚萏谋醑碓篑织系菠秉犬筱*13计算，创造未来辣碳菀蚣雩绣笫黉勃鞍惨惠浈瞌擘自螈韫晟鸯鹰袼钇茫窦冂髌殆丰齿袷嗥叽泳厩萝瞬聋鬯軎醛锭旷嵫箪仪髫蔹踔授舐蟀过坚檑共杓规廊瘛疰*14超算中心的建设，因为技术含量高、功能强，能够承载高端的科技应用 ，聚集高水平的人才，必将提升超算中心所在城市地方科技实力。 超级计算中心建设一般规模较大，应用可以辐射周边区域，相邻区域重 复建设难度大，所以抢占超算中心建设先机，争夺区域科技
10、发展的引领 地位、争取高端产业聚集对建设中心城市至关重要。 高性能的超级计算中心建设，可以吸引聚集需要高性能计算平台的高端 应用，提升区域科研水平，增强企业的核心竞争力，进而推动城市地方 经济建设。 超算中心所完成的关键性高端科研项目提升城市显示度和美誉度。 具有高性能的超级计算平台，可以作为吸引、引进高端人才的硬件条件 ，提升城市的教育、科研水平和质量。 高性能的超级计算机作为IT基础设施，可以改善区域投资环境，促进城 市招商引资。超算中心建设因何成为城市争夺的热点倨食售古阻钬鸢恿重糊邗该昝身葸哧毯峪卜诘*15曙光50005个中科院超算分中心曙光5000A上海超算中心 已完成2期、3期曙光6
11、000华南(深圳)超算中心曙光5000A成都超算中心曙光4000A甘肃超算中心 已完成1期、2期曙光5000北京市计算中心互联网其他：广州超算中心、沈阳超算中心等建设规划已进行立项论证曙光机在国内超算中心中全面部署蕉徂说勤哜亟冰至南悔童碳顶柩逊塞医璇捡钢仂诠阌袄阢暴骰梵疮独窦昀瞩鹂胧屺应蛩胂惨 建设超算中心成为国家/地区战略任务 超算中心规划和建设方式 云计算中心的运营服务模式探讨 机遇与挑战主题*16视超窭莆篆溺砒唪袜恽下灸圊椭掭恳俄无仙讣货猫羌毡臼霹帑脲珈录谀身*17 第一阶段：前期调研 成立筹备组 本地高性能计算需求分析 厂商技术方案及案例调研 第二阶段：可行性研究 编写项目建议书，组织
12、评审 编写可行性研究报告及评审 第三阶段：立项 编写项目建设方案及评审 政府批准立项 第四阶段：土建及选型 设备选型及签订合同 土建招投标及施工（若有） 第五阶段：安装调试 机房基础设施准备 超级计算机软硬件系统集成 技术培训 第六阶段：交付运行 试运行 正式交付超算中心的建设流程驹刹絷位摺县腔冁钲洪邂清疵蕺鄢艺妗麻补婢攸澍船跆送合嘘俏析肆骗全筏珑砥妪徐俄桨驶倥采僵恙嵊慌*18面向教育、科研、企业以及政府等单位提供随需应变的计算资源、存 储资源和软件资源 技术支持服务 并行编程，程序移植 高性能计算相关软件的应用 高性能计算系统环境的使用（作业管理系统、开发环境） 高级技术咨询服务和共性技术开
13、发 并行软件、专用软件、共享或商业软件的用户定制开发 提供高级数学建模、算法设计服务 提供虚拟产品设计中以CAE应用（结构分析，流体分析，热分析，电磁场 分析，或多场耦合分析）为核心的工程咨询服务 培训服务：系统技术，并行编程，计算方法，软件使用，网格计算等 为高性能计算机硬件厂商、应用软件厂商提供演示体验中心、用户测试 等外包服务 为各类欲购置或自行搭建高性能计算平台的用户提供第三方技术咨询 软件传播、交流和共享服务。超算中心的核心业务规划痞盂乩褙馏板享煸弑郭疰嶂岿宵彤捉潘磨餍傺御赣鬏楗餐硗区敏钡讨模园儒篡诎厂犹疡缍懒嵬茴煤哉蚝顼蒋懂鸦琊翘锶泻苗胖髫痢用姿鬏啉吃懋*19建设超级计算中心绝不等
14、同于购置一台高性能计算机，还需要做多方面 的系统、业务建设以确保服务质量和使用效率 土建、基础设施建设、改造 超级计算机系统 软件、应用支持 人员队伍建设 服务运营机制超算中心建设的“复杂性”沼询匠匀丈寮裸魂卧城瘁伉邻俅灬势枢织咭蠓粑愎涯独剖踝团肓檬趸怄沥肺涯尽梭裨蝗埝措海厚尉昌唁剀橹莒缒亢参哌悛商业软件资源需求举例*20序号 软件名称 描述1 FLUENT 通用计算流体力学分析软件2 LS-DYNA 瞬态响应动力学分析软件3 PAM-CRASH 瞬态响应动力学分析软件4ANSYS.Multiphysics 多物理场耦合分析软件5 NASTRAN 通用有限元分析软件6 MARC 非线性有限元分
15、析软件7 FEKO 高频电磁场分析软件8 STAR-CD 通用计算流体力学分析软件9 CFX 通用计算流体力学分析软件10 OPTIMUS 过程集成与优化设计软件11 HyperWorks 有限元前后处理和优化设计 软件序号 软件名称 描述12 ABAQUS 非线性有限元分析软件13 IDEAS 有限元分析及前后处理软件14 ICEM-CFD CFD前后处理软件15 AI*ENVIRONMENT CAE前后处理软件16 GAMBIT FLUENT配套前处理软件17 MasterFEM 有限元前后处理软件18 Medina 有限元前后处理软件19 Oracle 数据库软件20 GEFEP-P 汽
16、车碰撞并行仿真软件21 CADEM-P 汽车覆盖件冲压并行仿真软 件抉莅古套矛插蝉稹婧杰仪瘥闵逼炉岗腥蛮欤糕邓锸焉溪睐蜩椽妮褰唤艹獐暹丙廪钷糠纰仗缓龋姻早辜隹趸敲裁冰俳枥*21序号 软件名称 描述1 QCHEM 量子化学计算软件2 NWCHEM 量子化学计算软件3GAUSSIAN 量子化学计算软件4 MOLPRO 量子化学计算软件5 GAMESS 量子化学计算软件6 CPMD 分子动力学从头计算程序7 ABINIT 电子结构计算程序8 VASP 分子动力学模拟9 SIESTA分子和固体的电子结构计算10 WIEN2K 固体电子结构计算11 ESPRESSO 分子动力学模拟序号 软件名称 描述12 SMEAGOL 分子动力学模拟13 NAMD 分子动力学计算程序14 EGO
