js21高性能计算集群方案书v5

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1、IBMBladeCenterJS21解决方案系列——HPC刀片集群解决方案1.前言22.方案介绍22.1.目标客户22.2.系统结构与配置32.3.优势分析42.3.1.JS21刀片优异的特性42.3.2.刀片中心的特点介绍92.3.3.集群系统管理软件92.3.4.作业管理软件112.3.5.编译开发与并行运行环境122.3.6.集群环境下的存储部署及共享文件系统133.建议配置14前言高性能计算多年来一直是科技综合实力竞争的制高点，也在一定程度上反映了各大公司在系统研发方面的实力。作为行业的技术领先者，IBM公司在这一领域占主导

2、地位。2004年9月，IBM“蓝色基因”的原型系统超过了NEC的“地球模拟器”，成为世界上最快的计算机，而其体积只有其百分之一，耗电只有其二十八分之一。在2005年11月最新公布的全球500强超级计算机中，219套来自IBM，其中5套位于前10名，49套位于前100名，其每秒钟的运算能力总和达到了1214万亿次，是500强所有系统运算能力总和的52。77%，占绝对领先地位。其中，全球前三强超级计算机全部来自IBM。在Linux集群市场中，IBM也一直处于领先地位。早在上世纪90年代，IBM就开始了集群系统的研究，并成功地将UNIX大

3、规模并行机的技术移植到IA架构的服务器上，形成了IBMLinux集群的核心技术。目前全球500强中的360套Linux集群中，有158套来自IBM，其中包括目前速度最快的刀片式Linux群集，位于欧洲巴塞罗那超级计算中心的MareNostrum（94TFlops），采用IBMJS21刀片，在目前500强超级计算机中排名第五。在国内，IBM的高性能计算集群客户遍布生命科学、环境科学、物理学、化学、数学等自然学科领域，以及高等教育、石油勘探、航空航天、汽车制造等各行各业，其中包括目前国内运算能力最强的中国国家气象局UNIX集群（21。7

4、TFlops），以及目前国内高校中运算能力最强的南开大学“南开之星”集群的系统（基于JS20刀片4。7TFlops）。目前，中国高性能计算机前十强中IBM占据4席。JS21集群系统，借助PowerPCRISC超标量运算处理器强大的计算性能，在各种行业的深度计算的应用中具有卓越的性能优势。尤其在生物学领域的一些主流应用软件中，如Smith-Waterman的性能超出其他主流厂商CPU15-20倍。也就是说一台4路JS21其计算性能就相当于60路SMP机器的性能。1.方案介绍本方案介绍了采用JS21刀片服务器的高性能计算集群的系统架构，

5、优势分析与软硬件标准配置。1.1.目标客户由于JS21服务器性能强大的AltiVec处理器和系统架构设计，在某些领域中具有大大领先性能优势，如高性能计算（HPC）、气象预报，生命科学、计算化学、地震资料处理、信号与数字影像处理等。对于自主开发的应用程序或其他平台的开源的应用软件，可以简单的通过编译器的自动优化功能(无需改动代码)，重新编译即可利用到AltiVec的强大功能。HPC的目标客户包括，学校，研究所等科学研究机构，气象、石油部门、医学成像，三维图形运算等各个计算领域。JS21同时支持Linux和AIX两种操作系统。同时两种计

6、算平台也给您带来的丰富的应用支持。AIX稳定高效的Unix平台，具有丰富的HPC应用软件资源和成熟的集群管理系统。Linux的集群管理的软件、应用开发套件都完全免费。并有大量的开源HPC应用支持。采用哪种方案取决于客户的应用需求。1.1.系统结构与配置随着用户对系统总体运作成本和系统管理维护成本的关注，刀片式服务器已经成为高性能计算集群的主流，在全球超级500强和国内100强超级计算机中，许多新增的集群系统都采用了刀片架构。由于采用刀片服务器可以极大减少所需外部线缆的数量，可以大大降低由于线缆连接故障带来的隐患，提高系统可靠性。刀片

7、式HPC集群通常由以下几个部分组成：管理节点，管理节点是集群的控制中心，作用包括整个集群的软硬件管理、计算节点的快速远程部署、提供用户登陆接口、任务调度与提交。管理节点通常采用P520服务器。可以部署2台实现管理节点的冗余。计算节点，集群中用来计算的资源。在我们的方案中，每片JS21就是一个计算节点。计算节点的系统安装，软硬件维护，电源管理等都可以通过管理节点来完成。真正实现快速简易部署。存储节点，集群中可以采用专门的服务器连接存储。然后通过各种网络文件系统协议(如GPFS，NFS)，给计算节点提供网络文件系统服务。存储节点可以根据

8、集群的大小部署多个，实现负载均衡或冗余。管理网络，管理节点与计算节点中专门用于软硬件管理通讯的网络。通常为以太网络。计算网络，集群中专为计算节点间通信的网络，根据不同计算类型对网络延迟带宽的要求不同，有高速以太网，Infiniband