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青藏高原上的科技之光 三江源研究与联想超算

发布时间:2015-08-03 14:03:00 来源:比特网 作者:zhangcha
关键字:HPC hpc 案例 超算 高性能计算 教育 科研 联想 三江源

  位于我国青藏高原的三江源地区,是我国长江、黄河和流经六国的澜沧江的发源地。该区域每年向三条江河的中下游供水近500亿立方米,其中长江总水量的2%、黄河总水量的49%、澜沧江总水量的15%均源于此,是三条江河的重要水源补给区,素有“江河之源”、“中华水塔”、“亚洲水塔”之称。该区域同时也是世界高海拔地区生物多样性最集中、面积最大的地区,是亚洲、北半球乃至全球气候变化的敏感区和启动区,是中国乃至世界生态安全屏障极为重要的组成部分。三江源不仅是中国与东南亚的江河之源,数亿人口的生命之源,更是整个流域经济社会可持续发展的动力之源。

  当东部城市里的人将目光投向距离地球60亿公里外的冥王星时,还有很多人,将自己的青春和热忱都献给了那片距离我们只有一张火车票距离的三江源。

  三江源研究终于用上高科技

  坐落于青海省西宁市的青海大学是三江源问题研究的最前沿,同时也是三江源研究的最主要基地。

  过去,三江源问题还集中在定性层面,研究方法主要是测量、考察、采集样本等。而当三江源的研究从定性走向定量,科学家们需要更精确、更强大的研究工具来分析三江源地球气候变化对整个中国乃至东南亚地区的影响。

  随着现场监测数据、气象数据、水文数据、地理数据的不断积累和完善,科学家们正在努力用这些数据在计算机中重建一个数字化的三江源地区。并利用强大的计算能力来模拟和预测三江源地区在未来可能出现的各种变化。


清华大学水利泥沙实验室主任、青海大学水电学院副院长魏加华接受采访

  当然由于数据量巨大,普通的计算机已经完全难以胜任这样的模拟计算。因此,青海大学采购了一套来自联想的超级计算机。教育部长江学者特聘教授、清华大学挂职到青海大学水利水电学院的魏加华副院长表示:这套联想超算系统由30个节点构成,并采用56Gb/s高速网络进行互联,而存储系统容量则达到了50TB左右。

  利用这样一套系统,科学家们将可以更具体的阐述三江源变化对下游生态、气候带来的影响。

  用出价值,用出精彩

  对于超算的性能,魏院长不无自豪的表示:上线调优之后,超算整体计算能力预计可达到30万亿次;基本上可以算是青海最强的计算能力了。

  而作为青海大学下属单位的三江源数据分析中心在拥有了这样强大的计算能力之后,如何在科研之余,让超算为更多学生所用,培养更多超算人才也成了这台超算的另一大使命。


青海大学现代教育技术中心、网络信息管理部主任杨新存接受采访

  青海大学现代教育技术中心,网络信息管理部主任杨新存表示:目前,青海大学的校园网络已经达到了万兆水平;并做好了与超算系统连接的准备。

  当然,超算很多时候并不仅仅依靠硬件,更要靠专业的人才。对此,作为清华大学对口支援的对象,青海大学与清华大学在超算人才的引进和交流上也有着多年的积累。

  魏院长表示:目前,青海大学计算机系最近己任系领导均是清华大学派出的或清华大学的优秀毕业生,而在超算应用比较多的水利系,也有相当多的师资是清华大学水利系王光谦院士团队的;除此之外,清华大学每年也会派遣博士生到青海大学开展学术交流,同时,青海大学每年也会派遣相关专业的年轻教师到清华大学工作或攻读学位。目前,青海大学正在制定一个新的五年计划,五年之后,青海大学在超算水利应用方面的人才储备也将会出现一个质的飞跃。

  就目前的情况而言,青海大学在利用超算研究水利方面已经取得了一定的成效。

  经过一系列软件算法方面的自主优化,比如河网提取算法,已经大大超过了美国所使用的开源算法。凭借联想超算系统在性能上的优势以及在算法上的优化,超算系统可以在两个小时内以30米的精度提取全球河网的精确数值模型。这个速度甚至超越了很多性能更高的超算系统,而这正是在超算水利应用方面多年积累的结果。

  而随着新超算系统的部署,青海大学更是计划培养一批本科超算人才,并组织力量参与一些国内、国际的超算大赛,让青海大学在超算普及和应用领域逐渐达到先进水平。

  一台超算背后的努力

  在过去,对于任何单位来说,超算都是一套庞大而复杂的系统。而这也正是很多本来需要超算的领域和场景迟迟无法利用超算的原因。“买不起、用不起、不会用”成为阻碍超算进入更多领域的最大绊脚石。

  而收购IBM x86部门之后,联想将自己在超算领域多年的积累与IBM先进科技相结合,凭借自身对国内超算潜在市场的深入理解,在简化超算部署和使用方面做了不少深入的工作。

  通过推出易捷HPC系统,联想力图将小型超算系统进行最大限度的整合,让超算在某种程度上具备了一体机的优势。通过将计算节点、存储节点、加速节点、网络节点以及管理软件进行深度整合,用户只需一次采购就可以在短时间内得到一套性能经过调优且运维方便的超算系统。

  而在青海大学的项目上,虽然工程的总体规模比易捷HPC系统要稍大,但青海大学还是得到了来自联想工程师团队在软硬件优化上的深度帮助。魏院长表示:这样一套30个节点的超算硬件上的部署时间控制在了1个月以内;而在今年年底之前,软件方面的调优也将全部完成。

  在教育和科研领域,超算无疑是当今最尖端的工具之一。而在目前的环境下,想让研究水利、生物、化学等专业的科学家再学一门计算机课显然是不太现实的。而联想正是那个在背后默默为科学家们服务的企业


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