HPC高性能解决专项方案.docx

HPC高性能计算处理方案
行业分析
在当今信息化高速发展时代，高性能计算已经成为继理论科学和试验科学以后人类进行多种科学研究第三大支柱。计算机技术发展为HPC应用提供了强有力基础保障，使大家有可能利用计算科学来替换、优化、深化和扩展理论科学和试验科学研究，很多HPC应用领域越来越多地期望利用计算机技术发展新结果经过更大规模、更正确数值模拟和数字计算来进行新产品设计和科学研究，提升科学研究水平、竞争力以至国家综合国力。
计算量和数据量急剧增加对计算机系统计算能力、系统带宽、内存容量、存放设备和I/O吞吐能力和应用软件开发技术全部提出了越来越高全方面要求。这关键表现在以下三个方面：
一、计算能力：为了在最短时间内完成最大计算量，不仅需要处理能力更强处理器(尤其是64位以上高精度浮点计算能力)，而且需要利用集群或大规模并行处理(MPP)体系结构等系统技术、支持更多数量处理器并行计算机系统
二、储存容量：为了提升性能，往往需要利用超大规模内存(VLM)技术把整个数组放在内存中，这就需要高达几百GB甚至上T内存容量。内存容量增加显然也要求系统提供更大磁盘存放容量
三、系统带宽：数据量增加促进处理器和内存、内存和磁盘间信息交换量急剧增加。为了能够以最快速度传输信息，要求提供足够系统带宽，确保内存能够立即向多个处理器提供足够数据。
星宏伟业高性能计算处理方案
方案介绍
星宏伟业拥有业内最全高密度Twins、GPU、刀片服务器产品线，含有灵活产品扩展性，星宏HPC系统即基于，星宏完善X86服务器产品线和强大存放产品线和一系列优化技术采取，为HPC高性能计算提供了很好确保。Infiniband高速互联技术和FC-SAN存放网络采取，使得整体系统性能得到最大幅度提升。计算网络、存放网络、管理网络相互区隔又相互联络，使得系统稳定性及安全性最到最大程度保障。星宏高性能计算系统，为大型科学计算提供了全方面完善处理方案，是高性能计算和高可用技术有机结合性能强大、高可用集群系统，可用于相关研究院所、军工、油气田模拟勘探、气象等领域高性能并行计算领域。
设计标准
1、统一计划、分布实施
遵照统一计划、分布实施标准。明确近期和长久建设目标，立足于应用，分布实施。
2、开放性、互连性和标准化
必需采取国际、国家标准、协议和接口，能和现有和未来系统互连和集成。
3、优异性
在确保系统整体性和实用性前提下，考虑系统优异性，所采取技术和设备应能确保在现在同行业中是优异，能够满足研究院未来5-需求发展。
4、成熟性
所采取系统体系结构和技术必需已经过实践检验是成熟体系结构和技术。
5、可靠性、稳定性和容错性
经过选择成熟技术、冗余设计、可靠性产品确保整个系统含有高度可靠性、稳定性和容错性。
6、安全性
建立完善网络安全体系，确保研究院整个网络信息系统安全运行。
7、高性能
网络系统、服务器系统和应用系统设计和产品选择全部要考虑到高性能要求，管理系统和安全系统在确保网络安全可靠运行同时不能降低整个系统运行效率，整个系统要能满足科研对大数据量突发性访问和传输要求。
8、升级性和可扩展性
系统要充足考虑到扩容和升级需要，能灵活方便地适应未来系统可能改变。选择应用开放性标准产品，确保设备兼容性；经过系统结构合理设计和适度资源冗余，为未来系统扩充打下基础，确保需求增加时系统平滑扩充，确保前期投资。
9、高可管理性
整个系统设计要层次清楚、功效明确，便于性能分析、故障诊疗；同时配置功效齐全网管软件，实现对网络资源全方面监控和优化配置，对访问有效监控和审计，确保整个系统含有高度可管理性。

图高性能计算架构图

方案拓扑图

系统特点：
星宏HPC系统，可选择传统机架式服务器、Twins高密度服务器、刀片服务器，和GPU服务器，也可将多种X86服务器进行混合配置，以达成更高性能。节点选择灵活、集群网络专业高效、集群管理方便易用、基础架构完备可靠。整个集群有很高性价比、兼容性和优异扩充性，能够满足用户不停增加业务需求。关键部件采取冗余设计，对关键软硬件资源进行实时监控管理，对关键应用提供故障恢复，对作业实施负载平衡，含有高可靠性、高可用性、高扩展性和易维护性等优点。
星宏（HPC）高性能计算系统配置表
组成单元
配置内容
单位
数量
小计
节点单元
管理节点、登录节点、存放节点
星宏R2250 2U机架式双路服务器
可配置两颗Intel E5-2600系列处理器/支持高达256G内存/标配支持8块3.5寸热插拔SAS/SATA 硬盘，可支持RIAD0、1、5、6、10/可选千兆、万兆及infiniband高速互联
台
可选

后台存放
星宏CVR5000系列高性能单控制器统一存放
星宏GD3000系列高性能对称双活控制器统一存放
台
可选

计算节点
星宏Twins系列产品线
1U 两节点、2U四节点、4U 八节点，每节点支持2颗E5-2600系列处理器，256G内存扩展，可选SAS/SATA/SSD
星宏刀片服务器产品线
7U 14刀、7U 20刀 刀片服务器
每节点支持2颗E5-2600系列处理器，256G内存扩展，可选SAS/SATA/SSD
星宏GPU服务器产品线
1U 双GPU、2U 四GPU 、4U 四GPU扩展，单节点处理能力可达6Tflops
台
可选

机柜及监控系统
星宏标准机柜
19”标准服务器42U，含电源线槽、网络线槽、导轨、托架
套

视频监控系统
机架式1U高度,15寸液晶屏,笔记本键盘,触摸式鼠标一体；.带16口切换器，600mm深，折叠式
套

网络系统(数据/管理二网分离)
管理/通讯
全千兆或百兆以太网交换机，支持堆叠带宽和高密度端口。
台

数据链路
Infiniband 40G、56G 高速交换机互联
台

系统软件
集群管理中心
l 基于Web管理界面
l 系统监控
l 任务管理
l 节点配置和管理
l 用户集中管理
l 文件服务
l 系统备份和安装
l 访问控制
l 网络服务
l 完善系统日志可靠安全管理
套