如何满足高校复杂需求?英特尔与南方科大构建超算平台

2019-05-30 09:18:10 作者:云中子 出处 :

提到高性能计算机,我们首先想到的都是那些高大上的应用,比如原子弹爆炸模拟、材料力学研究、航空航天、石油勘探、天气预报等等,一直以来它都在快速推动着科技的进步。而早期的高性能计算机大多诞生于科研机构和高校,在科学研究与模拟方面高性能计算为人类解决了诸多难题。

 

为满足师生需求,南方科大构建太乙高性能计算平台

南方科技大学在2019年泰晤士报排名中列中国大陆第八名,所有大学发表的文章篇均被引用数在全中国排名第一。最近,南方科大构建了一套名为太乙的高性能计算平台,它的性能在国内高校中名列前茅。为何要建一套大规模的超算呢?实际情况还是应用所推动。就像南方科技大学副校长鲁春所说:南方科大有80%的教授都来自于海外,他们要进行科研,对计算资源的需求正在飞速增长,此外还有在校学生、博士后等等,都对计算提出了更高的要求。

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对于大学教授来讲,他们回国工作看重的不仅仅是薪资,更重要的是平台。他们需要持续不断的在某一领域做深入研究,需要很多的计算、存储资源来支撑科研。但对于高校来说,高性能计算相关设备的投入是非常巨大的,因此需要谨慎研究。

据鲁校长介绍,南方科大太乙高性能计算平台的招投标经历了一个复杂的阶段。针对高校的各种应用统计需求,然后上报给专家委员会,然后通过深圳市政府进行招标,最后再经专家委员会评审、采购、部署。

 

太乙平台TOP500排名第127

南方科大的高性能计算平台之所以叫太乙,意为万物之初。其集群规模为815个双路刀片节点,CPU是英特尔至强Gold 6148,每个节点40个核。存储裸容量是5.5P,实际应用容量大概是4P多。计算能力在全球TOP500排名第127

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此外,还配了一部分的FPGA节点、GPU节点和“胖节点”,特别是“胖节点”的内存达到了6T,因为有一些做大数据,做数据库的搜索这些教授他们是需要有这种很大内存的“胖节点”。在目前的风冷情况下PUE值为1.5,将来超算中心如果达到一定规模的话,会考虑用水冷做散热。

现在各个系都会有不同的应用,比如生物系主要做大数据和数据库搜索,物理、化学做量子计算,还有是计算机系做AI,还有海洋环境系也做数据库搜索等等。

 

高校对高性能计算需求复杂

高校在高性能计算应用方面向来比较复杂,因为不同的学科所跑的程序也大不相同。鲁校长表示,超算平台的最大客户群体是教授,他们并不会研究硬件本身,更多的是用设备来跑应用数据。

第一种需求是计算能力和速度。比如材料系在分子、原子、电子量级的计算中,对计算量的要求非常巨大;计算机系更关注人工智能,同样也需要大量复杂的计算。

第二种需求是存储。生物系并不要求计算有多快,但需要存储速度很快、容量大。当存储数据量很大时,必须能在很短的时间内把目标找出来,因此对存储性能与容量都提出了更高的要求。

举例来讲,在航空航天和力学系,需要测试无人机。不同的模型、不同的机翼形状都需要大量的计算来进行模拟和设计,因为在实验室是无法短时间制作这么多成品的。还有就是恶劣天气模拟,在正常飞行中遇到强风无人机的表现,在实验室中难以测试,而通过高性能计算平台则可以轻松模拟出结果。

生物系的脑电波研究需要存储大量数据进行分析,比如大脑出现病变后脑电波会有哪些变化,从而研究抑郁症,今后希望能够用机器来代替人脑来解决这些病变难题。

 

英特尔助力南科大超算发展

近年来,在高性能计算项目中我们在逐渐提高对计算、存储、AI的要求,只有不断地提供这些资源,研发和应用才能走在科研的最前端。在南科大和英特尔长久的合作中,英特尔不仅提供芯片和服务器等硬件,还会提供全面的解决方案以满足对数据处理越来越高的要求。

鲁春认为:“作为一所大学,最主要的任务是培养人才,所以我们希望学生们无论是进一步深造还是走到行业去发展,都能对社会做出贡献。与英特尔的合作,让学生可以在第一时间接触到最尖端的科技。”

最近几年,我们看到了国内高性能计算的迅速崛起,与此同时超算的利用率也不断攀升,在人工智能各项应用的带动下超算有了更多用武之地。知名高校都拥有着一大群仰望天空的人,他们在科研实验方面有着独特的见解,相信在英特尔的助力下,太乙的成功部署能够为南方科大深入科学研究带来质的飞跃。