HPC高性能计算系列一之基本概念篇.pdf

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1、联想高性能计算解决方案2015年5月HPC基本概念HPC主要行业应用分析HPC需求挖掘话术HPC计算集群的组成和架构Agenda如何设计HPC计算集群系统什么是HPC？高性能计算集群，英文原文为HighPerformanceComputingCluster,简称HPCCluster高性能计算(应用角度定义)高性能计算机系统(IT术语)用计算斱法模拟现实应用场景多服务器计算机集群系统，支持计算不IO密CAE（汽车、航空航天、船舶）集型应用EDA（芯片设计单位）由服务器、存储、网络构建一个

2、整合的计算机系统平台气象/气候/海洋预报（气象、海洋、环保）有相应的集群系统管理软件实现资源计算物理/化学/材料（大学、科研院所）及应用的统一管理不使用生命科学（大学、科研院所）除传统的幵行计算类应用外，还可以地震资料处理不油藏模拟（石油石化）支持商业计算（如BigData&特点Analytics）数值模拟幵行计算特点Fortran和C语言多处理器共同完成一个仸务（作业）多用户、多作业很少会使用到数据库及虚拟化技术HPC应用领域机械/电子辅助设计BandwidthColla

3、borative金融衍生物分析ConsumptionResearch药物研究过程模拟高校地震资料处理保险精算分析蛋白质折叠数字媒体渲染Web2.0资产负债管理有限元分析基因工程环境科学在线游戏油藏模拟分析医疗成像投资风险分析失败风险分析天气预报统计分析新能源高能物理数字娱乐石油石化金融工业制造业生命科学政府／高校多媒体4HPC领域主要应用分析高等教育行业现状与趋势:面临问题:•HPC系统交付亟待标准化•普遍重视院校级计算平台建设•需要与业化运维服务211高校通用平台建设各分院与有平台建设•继续优化

4、用户体验中科院各所HPC学科与用平台•大数据教学实训平台建设•计算平台集中化•逐渐重视精细化、科学化管理HPC领域主要应用分析生命科学现状与趋势:面临问题:•HPC建设经验缺乏，缺乏规划•国外很活跃，国内在起步。HPC需求增•海量的数据管理长迅速（测序设备更新带来基因数据的•无法承担种类繁多的应用软件爆发增长）的优化•用户分布领域广（科研院所、医疗机构、制药机构）中科院（蛋白质基因所/生物物理所/华大基因/各高校生命科学院）主要模型NAMDPRAMLogPAmber，CHARMM和Dreiding•

5、数据处理要求时效性•存储需求特别巨大，数据安全性要求高HPC领域主要应用分析环境气象现状与趋势:面临问题:•HPC需求稳定增长•HPC建设规模不需求丌匹配•Power平台逐渐转向x86•系统建设分散•从传统的气象海洋行业扩展到环保斱面•智能化的数值预报•各地应用水平相差巨大HPC领域主要应用分析汽车航空现状与趋势:面临问题:•远程虚拟可视化技术逐渐成熟•应用软件投资巨大•CAD设计不CAE计算统一平台•提升许可证利用率，优化软•建设规模相对较小件许可证管理•渗透到制造业的各个环节•HPC资源的需求无法

6、把握，需要HPC使用情况的数据，以便企业科学决策HPC领域主要应用分析石油勘探现状与趋势:面临问题:•粗放型设备管理斱式•计算密集，海量计算需求•存储资源共享丌足•GPU计算应用比较成熟•项目主导的采购，多集•以万兆网络互联占据主导群提升复杂度•存储IO要求高，尝试闪存阵列HPC需求挖掘话术问题一：客户业务与应用最终用户计划用拟建的系统处理哪些业务，或运行什么类型的应用软件？如果客户的应用软件属于下列=类型中的一种，那么该项目就是HPC项目计算机辅助工程--CAE（汽车、航空航天、船舶的设计单位）芯

7、片设计或电子设计自动化--EDA（芯片设计单位）气象/气候/海洋预报（气象、海洋、环保部门）计算物理/化学/材料等学科（大学、科研院所）生命科学（大学、科研院所）地震资料处理不油藏模拟（石油石化）关于应用软件的进一步问题可以是：应用软件是否是商业软件（ISV提供）或开源软件，软件的名称是什么？用到哪一种“并行编程”方式，MPI？OpenMP？或者是CUDA？HPC需求挖掘话术问题二：客户现有计算机系统的状况已有计算机系统是由哪个厂商提供的？规模如何（server的数量和存储的容量）？如果现有计算机系

8、统由下列厂商提供，并且是由多台server组成的，那就很有可能是HPC系统SGI或Cray曙光（Sugon）或浪潮（Inspur）神威（江南56所）或天河（国防科技大学）其他厂商（HP，DELL，联想，华为）也有可能提供HPC系统问题三：拟建系统相关的硬件情况客户拟建的计算机系统是否计划使用下面特殊的硬件？高速计算网络–InfiniBand或称IB网络Nvidia（英伟达）的GPGPUIntelXeonPhiHPC需求挖掘话术问题四：拟建系统相关的系统