浪潮-山西HPC方案交流

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1、,2018/9/25,面向应用的高校高性能计算技术方案,刘 军 浪潮集团高性能服务器产品部 总经理 Liu.J 13701086975,目 录,浪潮集团介绍,1,面向应用构建高性能计算系统,2,8路及以上高端服务器产品技术,3,转产低频大功率三极管,1974年,更名山东电子设备厂，次年生产CBJ-1磁芯板测试机,1983年,开始微机生产,1985年,LC0520A微机获全国质量评比一等奖,1990年,世界第一台汉字传呼机在浪潮诞生,1993年,中国第一台基于Intel架构的小型机在浪潮诞生,1998年,1989年,浪潮电子信息产业集团公司正式成立,浪潮电子信息产业股份有限公司正式成立,浪潮信息

2、和齐鲁软件上市,2000年,1970年,70年“东方红”卫星上应用了浪潮的大功率三极管,1968年,与中国信息产业同步发展,1960年,由上海迁来济南成立教学仪器厂,1945年 上海鑫泰昌仪器厂成立,1949年 上海美亚电器厂成立,2004年,浪潮国际香港上市，员工在集团入股,2006年,浪潮启用全球品牌新标识,2007年,并购华光，高起点进入半导体照明产业,2008年,浪潮国际成功转香港主板,浪潮集团简介,发展历程,上市公司,浪潮软件（600756） 沪市,浪潮信息（000977） 深市,浪潮国际（00596.HK) 香港,总营业额,员工总数,10000 （2009年10月）,271.9亿

3、（2009年）,IT服务综合实力位居全国首位,浪潮集团简介,企业概况,产业结构,浪潮集团简介,浪潮服务器：14年国有品牌销量第一 浪潮存储：6年国有品牌销量第一 浪潮ERP：7年增长率第一 浪潮税控机：7年销量第一 浪潮烟草：市场占有率保持70%以上，处于国内垄断 ECGAP：市场占有率超过30%，居市场第一,科技部批准浪潮设立 “高效能服务器与存储技术国家重点实验室”，成为目前中国唯一一家从事服务器与存储技术研究的国家重点实验室。 实验室研究方向： 高效能服务器体系结构 高效能服务器设计技术 高效能服务器系统软件技术 新型海量存储系统体系结构 面向多媒体视频应用的高带宽海量网络存储系统 分级

4、集群海量存储系统及其管理技术 实验室建设目标：建设成为我国信息产业领域重要的研究开发机构和具有国际一流水平的创新平台，不断推出创新技术，引领我国服务器和存储产业的发展，提供重要的创新支撑。,高效能服务器与存储技术国家重点实验室,目 录,浪潮集团介绍,1,面向应用构建高性能计算系统,2,8路及以上高端服务器产品技术,3,典型高性能计算系统需求分析,高性能计算平台的构建将为大学学科建设和科研进步奠定坚实的基础，并为高性能计算学科发展奠定坚实基础。 主要应用： 高性能计算平台将提供服务学校。作为一所大学的HPC平台，需要支撑973计划、863计划、国家科技支撑计划等众多重大项目，因此系统的计算能力一

5、定要高，存储IO性能一定好，存储容量一定要大，而且整套系统要能满足不同应用的需求。 主要应用方向为：生命、力学、材料、数学、物理、化工、计算机、机械等 便捷管理： 高性能计算中心的承担着全校师生的计算服务，用户众多，对于资源的管理和分配任务繁重，一个功能完善的监控软件和作业调度软件至关重要。 监控显示，机房环境、集群系统的实施监控显示是另一个重要的问题，完善的监控显示方案可以让管理者更加便捷的管理。 绿色节能： 高性能计算中心规模庞大，能耗是一个大问题，绿色节能方案更适合计算中心的发展。,高校高性能计算应用特点,应用特征分析,NHM,GE,HDD+NFS,典型应用分析 Gaussian,Gau

6、ssian是计算化学软件，研究分子能量和结构，过渡态的能量结构，化学键以及反应能量。 节点内:OpenMP，并行效率高 节点间:TPC-Linda，并行效率低 根据任务计算量选择并行方式,CPU：计算化学软件通常的任务对CPU的计算能力要求很强 内存：内存占用量与体系基函数的平方成正比，大内存有利于提高计算效率 硬盘：计算过程中会产生大量临时文件，有的达几百GB，甚至TB级别，因此需要大的存储；临时文件不断更新要求高速率的硬盘IO 网络：频繁的节点间通信要求必须有高带宽、低延迟的计算网络,HPC系统建设建议,系统架构依用定体 计算高性能可扩展 数据存储海量高效 系统管理柔性智能 绿色环保节能高

7、效 应用开发联合并进,山西师范大学,山西师范大学承担多项国家自然科学基金项目和众多省部级科研项目。 该集群由110台刀片计算普通节点，10台刀片计算厚节点，2台胖节点，4台存储节点，2台管理/登录节点，1套线速无阻塞交换Infiniband DDR 20Gbps计算网络，1套千兆管理网络，1套光纤存储系统组成。集群系统的理论峰值处理能力达到10.89万亿次每秒高性能计算能力。 主要应用有Gaussian， Material Studio，Gromacs，Namd、VASP等 计算性能列2009年TOP100第77位，高校前10位,山东大学超算中心,2010年5月，采用浪潮NX560T刀片构建超

8、10万亿次HPC； 50T光纤存储阵列，分级存储理念； 计算网络采用40Gbps Infiniband； 管理网络采用万兆核心以太网络； 采用Lustre并行文件系统； 采用威图液冷机柜,吉林大学超算中心,采用了浪潮最新的高密度刀片服务器、Nehalem EX胖节点、以及并行存储，计算部分采用15个刀片中心，配置了300节点双路六核Westmere刀片，总性能达到40万亿次/秒。计算网络采用40Gbps QDR InfiniBand线速交换网络，将挂牌吉林省超算中心,清华大学超大规模计算服务器,采用高密度刀片服务器，2*Intel Xeon X5670/32GB DDR3/160GB SATA

9、). 并行文件存储系统Lustre（8Gb FC-SATA盘阵，容量1000TB）. 3套网络：采用QDR Infiniband核心计算网络(刀片机箱内全线速刀片机箱外半线速)，万兆+千兆管理网络，IPMI专用网络 专业的Platform LSF作业管理软件 采用水冷机柜系统，单机柜超过200颗CPU. 总计算能力超百万亿次,中科院北京基因组研究所参与完成了国际人类基因组单体型图计划，独立完成了“中国超级杂交水稻基因组计划”、家蚕基因组计划及家鸡基因多态性图谱等一系列重大科学项目，率先在国内完成SARS病毒的基因组测序及诊断试剂研制等。 采用了浪潮刀片服务器以及存储，计算 部分采用12台刀片中

10、心，配置了112片 刀片，总体的运算速度达到10万亿次/秒。 存储部分达到612TB的总容量，满足海量 生物数据存储的需求。,中科院北京基因组研究所,沙特KACST基因数据处理系统,2009年5月签署合同，10万亿次HPC系统，用于椰枣基因测序研究，是国产高性能服务器第一次商业化出口海外,中科院合肥超算中心,2009年10月建成，为中科院超算分中心之一，中科院物质科学计算中心，研究核聚变、固体物理等，峰值10万亿次，采用Intel Nehalem X5560 2.8GHz, Linpack并行效率89%，为中科院所有超算分中心效率最高的HPC系统。,中科院计算数学所,2010.1，288个节点

11、集群峰值24TFlops，采用Intel Nehalem X5550 2.66GHz，20Gbps IB全线速，单节点Linpack效率98%, 整机Linpack效率90% 中科院计算数学所曾经是中国第一台万亿次集群用户,BGP(东方地球物理公司),2010.1，256个节点集群峰值22TFlops，采用Intel Nehalem X5550 2.66GHz，万兆核心网络，目前国内石油行业采用Nehalem架构性能最高的HPC系统,十一五 863 千万亿次超级计算机,科技部正式确认十一五 863 重大项目“千万亿次超级计算机”项目； 由国防科技大学和浪潮集团作为联合体共同承担国家超级计算天津

12、中心千万亿次超级计算机研制任务； 该项目共投资6个亿，2010年建成千万亿次超级计算机；一期系统“天河一号”已经发布。 浪潮在项目中承担集群节点服务器设计开发、应用系统优化等重点工作。,目 录,浪潮集团介绍,1,面向应用构建高性能计算系统,2,8路及以上高端服务器产品技术,3,高端服务器的需求,高端服务器是支持8路、16路、32路、64路处理器及以上紧耦合共享内存，具备超高计算性能和极高可靠性的服务器系统 中国已有能力设计开发2路、4路服务器并以此构建大型PC Cluster；但是没有在8路以上的高性能高可靠系统 PC Cluster替代不了高端服务器 为什么要研发国产高端服务器？,高端服务器

13、是国家信息化建设的核心设备,高端服务器作为战略设备必须摆脱对外技术的依赖,核心技术应该实现自给 科技发展纲要的目标:对外技术依存度降低到30% 占国内服务器市场总量50%的高端容错机97%完全依赖进口 中低端服务器的关键技术70%来源于高端容错机的技术积累 战略装备应该实现自主 目前国家核心信息的处理完全依赖进口高端服务器 银行、电信、证券、能源、交通等关键行业的核心数据库系统99%以上采用进口高端服务器 过度依赖进口会是潜在的国家战略风险,高端服务器是国家信息化建设的核心设备,高端服务器是国家信息装备的技术核心,高端服务器系统的核心技术集中到少数几个厂家手中 寡头绑架未来：信息技术的发展方向

14、被少数几个掌握核心技术的厂家绑架，技术是否有前途取决于少数几个厂家的利益和支持 谈判桌上的椅子：国内信息产业没有创新空间的根本原因是没有可以立足的自主可控的硬件平台，信息产业需要中国自己的椅子 空心的信息产业：国内掌握的处理器、系统结构等核心技术与国外企业存在较大差距,高端服务器是国家信息化建设的核心设备,高端服务器作为战略设备必须摆脱对外技术的依赖,信息安全应实现可控 进口高端服务器安全性无法评估 存在潜在的信息泄露风险，已有案例证明国内的核心信息系统被国外渗透 应用成本上实现可控 高端容错机市场为IBM、HP、SUN所联合垄断，垄断价格毒害市场、抑制应用 市场需要价格低廉的用得起的高端服务

15、器系统,高端服务器是国家信息化建设的核心设备,高端服务器是国家信息装备的技术核心,近二十年的核心信息装备技术主要来源于大型机、小型机的研制 系统高速互连技术、系统并行编程技术、高可用技术、虚拟化技术等等 高端服务器的技术辐射能力强，可有效带动整个产业的技术升级,多核技术,多级缓存 技术,高速互连 技术,高可用 技术,并行编程 技术,虚拟化 技术,监控管理 技术,来源于小型机、大型机的核心技术,浪潮多路自主化战略布局,全球第一台量产的8路服务器 天梭TS850,TS850的关键特性 超强的性能： 8S-128线程、最大1TB内存、72XPCIE2.0 IO带宽，支持GPU卡 高可扩展性： 物理分

16、区、最大18块2.5寸硬盘、9个PCIEslot 智能易管理： 远程控制、智能能耗管理、触摸液晶板、TPM可信计算,产品特性,31,高性能 处理器：832路四核处理器 紧耦合ccNUMA架构 大内存：支持1TB以上物理内存 高可靠 软硬件结合的RAS特性 可靠性最高达到99.999% 易拓展 支持硬件分区和虚拟分区 高I/O带宽 智能功耗管理 易管理 可视化与多种智能监控系统,浪潮32路紧耦合高端服务器,独立设计完成基于QPI1.0的NC芯片 封装 FC-PBGA，52.5mm x 52.5mm, 2577 pins 工作频率 312.5Mhz, 10Gbps 功耗 84W97W 工艺与规模 Cu08, 90nm Die Size 17.16mm x 17.16mm,浪潮32路紧耦合高端服务器：自主研制的高速互连芯片组,采用多风道散热设计，在紧凑的空间内获得最佳的散性能 结构稳固，高密度高速连接器布局合理 拥有较好的扩展空间，兼容多代多系列产品,