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高性能网格计算平台将成为我校科研利器

来源:现代教育技术中心 研究生院学科办 点击次数:次 发布时间:2009年11月02日 作者:陈军

随着计算机软、硬件技术的不断快速发展,高性能计算已逐渐渗透到了包括生物信息、材料科学、计算机辅助工程、地理信息系统、数字化影视、医学影像、电子设计自动化、石油勘探、金融保险、动漫渲染、大气气象、游戏等各个专业领域。然而,自计算机诞生之日起,科学和工程计算中对计算性能的无限需求,似乎一直在不断冲破和超越摩尔定律的想象。

作为教育部直属、国家“211工程”和“985工程”部省重点共建的高水平大学,中南大学所拥有的材料、矿业、机械、交通运输与土木工程等国家重点学科及学校的大部分理学、工学、医学学科对高性能计算都具有迫切的现实需求。因此,近年来,学校在“211工程”和“985工程”的建设中,已将相当规模的专项配套资金投入到高性能计算系统硬件和软件的建设中。但这些独立、单个的计算系统一般局限于某个领域或学科的专门计算,不能联网成为学校共享的计算平台,其计算能力有限且得不到充分、有效的发挥。为了借助网格技术来构建统一管理和服务的校园高性能网格计算平台,提供面向全校开放的高性能计算和信息服务,促进高性能计算在学校的科研中发挥重要的作用,2008年9月,作为我校科学研究的战略性基础设施,“高性能网格计算平台”被正式列入学校 “985工程”建设项目,由校网络中心负责实施。

校网络中心经过前期校内广泛征求各重点学科、科研院所的意见和赴国家高性能计算中心(合肥)、中国科学技术大学超算中心和国防科大的深入调研,配合“十一五”期间国家教育部组织的中国教育科研网格ChinaGrid二期校园网格项目的建设,成立了专门的领导班子,配备了专职的系统管理、平台运营和软件开发、维护的相关技术人员从事我校高性能网格计算平台的建设。网络中心经过对国内外高性能应用现状、硬件水平的仔细研究,同时考虑未来几年高性能计算的发展趋势,综合我校各重点学科高性能计算应用的需求,会同学校高性能计算有关专家及资产管理部门共同确定我校高性能计算平台的体系结构为混合式的集群(Cluster)架构,硬件平台由四路、四核刀片计算节点和八路、四核SMP胖节点组成,计算网络采用Infinband高速交换机,总体目标是建设双精度浮点运算次数理论峰值达到10 TFlops(十万亿次)、存储能力为20 TB的校园高性能网格计算平台。

2009年7月,学校委托湖南省招标有限责任公司组织了招标,经过评标专家对参与投标的高性能领域知名厂商IBM、HP和曙光公司产品和服务的综合评价,最后,曙光5000高性能计算系统中标。据10月29日在HPCChina2009会议上公布的2009年中国高性能计算机性能TOP100排行,我校这套高性能计算平台按照厂商的测试数据,Linpack值为8273.68 Gflops,峰值为10214.40 Gflops,其性能在国内高校排名第8,全国排第80名。网络中心在新校区网络机房的建设中全面考虑了高性能计算平台的供配电系统、新风空调系统、布线系统和监控设施。按照进度安排,网络中心将于2009年11月下旬开始系统的安装调试,年底前硬件系统安装完毕,随后开始系统软件、管理软件和专业应用软件的安装、配置、调试和试运行,期间,网络中心将会同曙光公司在校内开展高性能计算平台相关软硬件产品、使用指南、编程开发、运行维护、专业应用软件等方面的用户培训,平台预计将于2010年初正式投入运行。届时,作为提供公共服务的高性能网格计算平台不仅可以为我校各重点学科提供高性能计算服务,而且建成后将成为ChinaGrid的重要节点之一,学校的教师和科研人员既可方便地使用校内的计算资源,又可以共享ChinaGrid上其他节点的计算资源,为学校的科研提供强有力的支持。

高性能网格计算平台将配备各类开源专业应用软件,包括计算化学软件ABINIT,材料科学软件CPMD,计算生物学软件GROMACS、生物信息学软件MPIBLAST、生物绘图与分析VMD,有限元分析软件FEAPpv,tochnog;计划迁移我校各个院系以往购买的商业专业应用软件(测试运行),包括数值计算软件Matlab,结构计算软件ANSYS、工程计算通用CFD软件包FLUENT、计算化学∕计算材料科学软件Wien2K、第一原理分子动力学软件VASP、计算材料学软件Material Studio、电子结构量化计算软件Gaussian等,用户可以足不出户,只要在自己的桌面上,通过校园网提交计算任务,经过计算平台的排队和管理员的调度,就可以完成相应的计算工作并自动存储计算结果提交用户。全面投入运行后的高性能网格计算平台必将成为我校科研的利器。


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