隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和國家“科教興國”戰(zhàn)略的制訂，國家對教育事業(yè)的投入日益加大，人們也越來越清楚地看到HPC(High-Performance Computing) 高性能計算技術(shù)對于國民經(jīng)濟和國家綜合實力發(fā)展的作用以及高等院校在發(fā)展HPC技術(shù)和開展HPC應(yīng)用方面的巨大潛力和無可取代的優(yōu)勢。
一、市場環(huán)境
國家在“863計劃”和“973計劃”等高科技發(fā)展計劃中、以及專門針對教育的“百億工程”和“211工程”以及從多個5年計劃中都加大了在高等院校中發(fā)展信息技術(shù)，特別是HPC技術(shù)的投入。許多高校承擔(dān)了多項國家八五攻關(guān)、九五攻關(guān)、973計劃、863計劃、國家自然科學(xué)基金和廣東省重點攻關(guān)項目等國家(省部)級大型科研項目，許多高校(無論是否211工程”的學(xué)校)為了貫徹“教育為國民經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)”方針都積極與工農(nóng)業(yè)單位和國防部門合作開展大量重大課題的研究，也形成了對HPC迫切需求，也都紛紛設(shè)立高性能技術(shù)中心，準(zhǔn)備購置高性能計算機。大量資金的注入、大規(guī)模的項目和實際應(yīng)用需求使得中國高校成為HPC最有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鲱I(lǐng)域之一。
二、客戶需求
眾所周知，高校有著大量的人才，他們有很強的創(chuàng)造能力和探索能力，有著良好的學(xué)術(shù)研究氛圍，這是優(yōu)秀的資源。在掌握了相關(guān)的知識后，各個學(xué)院都希望通過HPC強大的計算能力計算或模擬實驗運算出來的結(jié)果，來輔助完成學(xué)術(shù)和探索方面的研究和證實，這些學(xué)術(shù)和探索方面的研究課題包括生物計算，基因研究，航空航天，分子動力學(xué)，材料化學(xué)，計算化學(xué)，物理化學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，流體力學(xué)，有限元領(lǐng)域，氣象領(lǐng)域，石油勘探等領(lǐng)域。這些課題的研究成果都是高校研究能力的重要體現(xiàn)。
高校專業(yè)學(xué)科應(yīng)用HPC并行計算平臺，可以充分利用學(xué)校的計算資源，為跟蹤和研發(fā)最新的科學(xué)技術(shù)、保持和提高學(xué)校的學(xué)術(shù)水平提供良好的硬件基礎(chǔ)。這種應(yīng)用一方面迎合了高校學(xué)科對高性能計算的要求，另一方面HPC本身的集群高性價比特點降低了高?？傮w硬件成本，為高校直接創(chuàng)造價值，同時推進高?？萍紕?chuàng)新的步伐。
1、計算能力
為了在最短的時間內(nèi)完成最大的計算量，不僅需要處理能力更強的處理器(特別是64位以上高精度浮點計算能力)，而且需要利用集群或大規(guī)模并行處理(MPP)體系結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)技術(shù)、支持更多數(shù)量處理器的并行計算機系統(tǒng)。
2、內(nèi)存容量
一個每方向100節(jié)點的3維模型需要32 MB內(nèi)存，而每方向1000節(jié)點的3維模型就需要32 GB的內(nèi)存。為了提高性能，往往需要利用超大規(guī)模內(nèi)存(VLM)技術(shù)把整個數(shù)組放在內(nèi)存中，這就需要高達幾十以至幾百GB的內(nèi)存容量。內(nèi)存容量增加顯然也要求系統(tǒng)提供更大的磁盤存儲容量。
3、系統(tǒng)帶寬
數(shù)據(jù)量的增加促使處理器和內(nèi)存、內(nèi)存與磁盤間的信息交換量的急劇增加。為了能夠以最快的速度傳輸信息，要求提供足夠的系統(tǒng)帶寬，保證內(nèi)存能夠及時向多個處理器提供足夠的數(shù)據(jù)。
4、性價比
高校畢竟不象企業(yè)一樣有源源不斷的企業(yè)利潤，經(jīng)費畢竟是有限的，利用現(xiàn)有的經(jīng)費去構(gòu)建一套高性價比的HPC方案，同時又要能滿足計算能力方面的要求。
三．解決方案：
針對前面分析的用戶需求，網(wǎng)爍信息科技制定出如下的方案設(shè)計原則：
實際原則 —— 從實際應(yīng)用出發(fā)，遵照實際情況確定方案的選擇與實施。
先進原則 —— 利用先進的計算機技術(shù)建設(shè)一套完整的科學(xué)計算的集群系統(tǒng)。
經(jīng)濟原則 —— 系統(tǒng)采用廣泛應(yīng)用且具有良好性能價格比的產(chǎn)品，既考慮節(jié)省投資，又保證產(chǎn)品的先進性和可用性。
安全原則 —— 系統(tǒng)應(yīng)該受到嚴(yán)格的安全監(jiān)控，保證系統(tǒng)的正常運行。
擴展原則 —— 系統(tǒng)支持動態(tài)擴展，在系統(tǒng)性能需要提升時，可以很方便地進行擴展
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