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GPUHPC集群方案.doc
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XXXX 大学
XXXX 系统仿真平台建立方案
. 优质专业.
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XXXX 科技
2021.2
目录
第一章 概述.......................................................................... ......3
1.1 高性能计算环境开展的趋势.........................................................................................................3
1.1.1
更高、更全面的性能要求
......................................................................................................3
1.1.2
向通用化方向开展
..................................................................................................................4
1.1.3
更加严格的预算约束
..............................................................................................................4
1.1.4
使用商品化部件
......................................................................................................................5
1.2 高性能计算应用的特点.................................................................................................................6
1.3 高性能计算主机性能评价体系.....................................................................................................6
第二章 设计方案.................................................................. ......7
2.1 系统设计原那么..............................................................................................................................7
2.2 总体方案构造..................................................................................................................................9
2.3 计算效劳器方案...........................................................................................................................10
2.3.1 GPU
计算节点效劳器型号及配置
.......................................................................................10
2.3.2
基于
KEPLER
的
nvidia
芯片
GPU
加速技术
.......................................................................11
2.3.3
高性能计算环境
....................................................................................................................12
2.3.4
计算任务提交及管理
............................................................................................................13
2.4 CLUSTER 计算集群方案................................................................................................................13
2.4.1
宝德
Cluster
计算集群构造
..................................................................................................13
2.4.2 Cluster
节点系统配置
............................................................................................................16
2.4.3
节点互连、管理和用户网络
................................................................................................17
2.4.4 Cluster
计算集群节点管理
....................................................................................................18
2.4.5 Cluster
计算集群作业管理
....................................................................................................19
2.4.6
宝德
Cluster
计算集群的特点和优势
..................................................................................20
2.5 高性能计算外接存储需求分析....................................................................................................20
2.6 方案的优势....................................................................................................................................21
第三章 产品清单................................................................ ......22
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. .
第一章 概述
XXXX 非常荣幸能为 XXXX 系统仿真平台系统建立提出建议。我公司推荐
了先进的系统建立方案,考虑了系统的实用性、高可用性、平安性、可管理性
以及灵活扩展能力。
XXXX 凭借先进的技术和出色的支持效劳,相信通过双方的合作,可使中
国 XXXX 大脑初级视觉系统仿真平台系统建立工程顺利实施,从而为用户提供
一个强健、平安、高可用的运行环境,并进一步建立长期的友好合作关系。
高性能计算系统是提高一个科研机构研究水平的重要根底设施,也是一个
国家科技与经济实力的标志。它不仅是一个高速处理的计算机系统、更重要的
是在其之上运行的各种应用对科学领域产生非常深远的影响。20 世纪 90 年代
中后期以来,许多高性能计算应用领域越来越多地希望利用半导体和计算机技
术开展的新成果通过更大规模、更准确的数值模拟和数字计算来进展新产品设
计和科学研究,提高科学研究水平、厂商市场竞争力以至国家的综合国力。另
一方面,人们也要求利用工业标准芯片等开放性的技术降低投资、加速开发,
在规定经费预算和时间框架完成规模越来越大的计算任务。高性能和高经济效
益相结合已经成为高性能计算领域最引人注目的开展趋势。
1.1 高性能计算环境开展的趋势
1.1.1 更高、更全面的性能要求
高性能技术计算是利用数值模拟和数字技术方法探索和预测未知世界的技
术。这一技术广泛应用于核武器研究和核材料储存仿真、生物信息技术、医疗
和新药研究、计算化学、GIS、CAE、全球性长期气象、天气和灾害预报、工
艺过程改良和环境保护等许多领域。近年来,随着研究的深入和竞争的加剧,
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各个领域越来越多地使用模拟的方法来解决科研和生产中的实际问题。模拟的
模型越来越大、计算的精度越来越高、对超级计算机性能要求也越来越高。例
如,在一个 3 维模型中,如果把从每个方向取 100 个分点增加取到 1000 个分
点,对计算机资源的需求将增加 1000 倍以上。高性能计算应用不仅规模越来
越大,而且往往必须在规定的时间完成任务否那么就失去了计算的价值〔如天
气预报、传染病防治〕。这就对计算机系统的计算能力、系统带宽、存容量、
存储设备和 I/O 吞吐能力以及应用软件的开发技术都提出了更高、更全面的要
求。
1.1.2 向通用化方向开展
过去人们一般把计算机应用分为科学计算、信息处理和自动控制等类型。
其中,以信息处理为主的应用统称企业应用,是市场容量最大的应用领域。早
期的企业应用与高性能计算应用有很大的差异,涉及的计算比拟简单、使用的
数据量也不大,对计算机系统的主要要能够支持大量用户〔包括网上用户〕进
展事务处理如信息输入、查询和统计等,而对于计算能力、存储容量要求也不
高。因此,高性能计算应用往往使用与企业应用不同的系统,影响了产品批量
的扩大。当前,人类正在从工业化社会进入信息社会,技术的持续创新、市场
需求的瞬息万变、竞争空间的迅速扩大,要求企业采用 Internet、电子商务、
电子商务企业等现代化手段,来适应时代的开展。许多新型的企业应用对计算
能力、存储容量和系统带宽的要求都越来越高、越来越迫切,高性能计算 应用
和其他类型应用的界限也日益淡化。当前,几乎所有应用领域都需要使用能够
提供高计算能力、系统带宽和存储容量的计算机系统,促使用户选择一样的系
统满足各种类型的需求,为利用大批量、低本钱的通用产品满足高性能计算应
用需求创造了有利的条件。
1.1.3 更加严格的预算约束
随着竞争的加剧和应用的普及,高性能计算不再是一个不惜工本的应用领
域,许多工程的预算约束越来越严格。这就要求厂商生产全系列的产品满足不
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同规模应用的需求、更加可靠地保护用户原有投资、加速 IT 投资回报,而且也
要现资源按需供给和更大围的资源共享,推动了网格和公用效劳等新的计算模
式的开展。
1.1.4 使用商品化部件
为了促进高性能计算广泛应用必须降低本钱,否那么很难为更多的用户所
承受。由于高端的高性能计算系统〔特别是超级计算机〕需要使用许多计算节
点和互联设备等部件,因此必须保持每个部件的低本钱。早期的超级计算机系
统使用专门定制 的处理器 和互 联设备等 部件价格非常 昂贵。以 后, Cray
Research 公司的 T3D 和 CRAY T3E 开场使用商品化的 Alpha 处理器。当前
商品化处理器和效劳器性能日益提高、价格也日趋下降,为利用它们建立高端
和超级计算机系统提供了良好的根底。为此,美国政府还推出了 ASCI 方案,
力图降低超级计算机系统的本钱,其主要途径是尽可能采用商品化市售(COTS)
硬件和软件部件,把力量集中在开展主流计算机工业不能有效地提供的专门技
术。目前已经很少再有厂商使用专门的部件如向量处理器来建立超级计算机系
统。今后的开展趋势是在高端和超级计算机系统中尽可能普遍地采用商品化和
大批量的工业标准部件,包括处理器、互联设备、I/O、存储、操作系统、语言、
编译程序、编程工具和应用软件。人们注意到,基于开放性 IA-32 体系构造
的 Xeon 和 Pentium 4 处理器的超级计算机已经在 TOP500 占有重要地位。
新兴的 Itanium 处理器系列〔IPF〕必将以其开放性、大批量和 64 位寻址和处
理能力,对超级计算机水平的提高产生划时代的影响,以远比 32 位体系构造
时代高的性能和性价比来满足日益增长的需求。
我们深信,通过采用 HP 的高性能计算系统 ,必将加速×××在高性能计算
领域取得更加丰硕的科研成果。
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