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宝德PR7014B服务器在HPC领域应用解析


CBSi中国·ZOL 【合作】 2009年06月15日 10:15 评论

  1.行业分析

  2008年北京奥运会的需求大大提高了中国天气预报中高性能计算的水平。

  2008年中国四川汶川地震使人们高度关注高性能计算在地震预报和防震减灾中的作用。来自中国地震局地震预测研究所的尹祥础研究员的报告,讲述了其创立的地震预测新理论--加卸载响应比(LURR)理论,和在中国科学院超级计算中心的计算结果,表明结合高性能计算平台的地震预报,符合率高于80%。

  在中国,油气资源勘探中的数据处理与分析、地质资料解释已经完全依赖高性能计算平台。

  越来越多的工程业、设计业、制作业更加的依赖于集群计算机系统来达到自己的理想目标,加之低端服务器价格下降,也给企业带来了降低整体成本的益处。

  越来越多的数据密集型应用,如网络安全监控、金融数据分析、电信数据处理、科学计算等,都需要高性能计算的帮助。

  高性能技术计算科学已经成为继理论科学和实验科学之后人类进行各种科学研究的第三大支柱。计算机技术的发展为HPC的应用提供了强大工具和物质基础,使人们有可能利用计算科学来取代、优化、深化和扩展理论科学和试验科学的研究,使许多过去不敢设想和根本不可能实现的理论研究、应用开发和科学实验在计算机系统上变为现实,许多HPC应用领域越来越多地希望利用计算机技术发展的新成果通过更大规模、更精确的数值模拟和数字计算来进行新产品设计和科学研究,提高科学研究水平、竞争力以至国家的综合国力。


宝德PR7014B服务器在HPC的应用(专题)
图表1:02-08年高性能计算行业分布情况

  中国TOP100,从机器数量上看,地球物理(35%,去年35%,持平,保持第一)、政府部门(12%,第一次进入前三),科学计算(10%,回到前三),分列前三名,科学计算的显著上升和今年新研制成功的两套百万亿次机器有关。从机器Linpack性能上看,科学计算(33.13%,2007年28.06%,夺回第一名),地球物理(28.01%,2007年36.47%,结束五年上升势头,失去第一名)、政府部门(7.03%,第一次进入前三),分列前三名。综合来看,目前的地球物理、科学计算、政府部门、工业、大气气象是高性能计算主要用户。2008年,动漫渲染、地震、视频计算和网络加速等作为新应用领域在中国TOP100上首次出现,说明高性能计算的应用领域进一步扩大,是个可喜的趋势。

  中国高性能计算TOP100排行榜主要体现了以下几个趋势:

  1)国产机器在失守第一名位置三年后重新夺回榜首地位,百万亿次机首次出现

  在排行榜中;

  2)TOP100总体性能超过1千万亿次(PFlops),中国高性能计算机市场进入快速增长期;

  3)TOP100平均性能首次突破10万亿次,与国外差距进一步缩小;

  4)入门系统的性能门槛大幅提升,达到3.33万亿次,是2007年的2.78倍;

  5)92套系统采用机群结构,机群有一统天下的趋势,计算机体系结构创新面临挑战;

  6)上榜高性能计算机制造商从去年的9家增加到了14家;

  7)高性能计算应用进一步普及,应用领域从去年的9个扩大到14个。

  2.解决方案

  2.1方案

  1.本次宝德PS8000高性能计算解决方案采用7台宝德GreenBlade刀片服务器担任计算节点1,提供最小8.5T的浮点运算能力(理论值)。其7U的空间内可扩展14个计算刀片,充分满足随需扩展的超高密度部署需求。每个计算节点提供2个IntelXEON5440系列CPU,16GB内存,一块SATA硬盘。可实现本地和远程KVM、Serial-over-LAN(SOL)及刀片服务器监控,支持4XDDRinfiniband交换模块。

  2.本项目提供17台2U机架式服务器宝德PR12700D担任计算节点2,提供最小1.5T的浮点运算能力(理论值)。原装INTEL平台,支持Intel45nm双核/四核处理器5200/5400系列处理器,提供更优势的性能/功耗比,并可继续使用基于65nm的5000/5100/5300双核/四核处理器,采用FullyBufferedDIMM:以串行的方式进行数据传输;功能独特的AMB缓冲芯片。

  每台服务器提供2个XEON5440,16GB内存,4块热插拔SAS硬盘做RAID5+1,保证数据的安全可靠性。

  3.提供一台48口千兆管理交换机,用于系统内联管理;一台24口infiniband交换机,用于计算网络的数据传输。计算网络和管理网络相互独立运行,保证数据传输的高可靠,可用性,且易管理。

  4.存储节点采用两台宝德GS-5016FC-SAS存储系统,提供单机16TB(1TBSATAII硬盘),最大容量可达80TB(1TBSATAII硬盘)的海量存储。支持RAID0/1/1E/10/5/6/50/60支持全局热备硬盘(Globalhotspare)与指定热备硬盘。本项目配置100TB以上的容量,采用RAID5以上级别以保证数据的高可靠,高可用性。

  5.管理与登录节点采用4台宝德2U服务器PR2510D。

  6.I/O节点采用4台宝德2U服务器PR2510D。

  本方案采用7台PR7014B-S3和9台PR1760T组成计算节点,配合高速INFINIBAND网络组成计算网络。管理节点(登录节点)采用宝德服务器PR2510D,运行集群操作系统、Intel集群工具,并配置一台存储服务器宝德GS-5016S作为存储节点,提供1.5TB的系统数据存储量。本项目PowerScale8000节点和网络间连接方式示意图:

宝德PR7014B服务器在HPC的应用(专题)
图表14:方案拓扑图

  任务运行方式:客户从WindowsPC上运行客户端程序,然后将计算任务提交到管理节点,管理节点按客户端提交参数,将计算任务分解到各个计算节点,节点间通过INFINIBAND网络进行消息传递。

  集群环境将服务器集合转换为单个、高度可扩展的生产系统,可进行统一的调度和单点管理及控制。PowerScale8000系统的用户更易于使用,并且集成了一流资源管理、部署及作业启动技术。

  2.2宝德刀片服务器特色

  宝德为本次项目提供的管理节点为宝德PR7014B刀片服务器。

  宝德服务器PR7014B在7U的高度内支持14个服务器刀片,每个刀片都支持两颗Intel最新一代Xeon系列处理器,总共28颗Xeon处理器。相对普通1U服务器而言,空间节省1倍。同时刀片式模块化设计极大节俭了线缆连接。

  宝德服务器PR7014B中的每一个服务器刀片都拥有自身的处理器,内存和本地存储设备,可以独立运行各自应用。

  宝德服务器PR7014B各部件采用了模块化设计,无需工具就可以很方便的更换各模块。管理模块,电源,以太网交换模块等部件采用了完全冗余设计,可以有效避免部件故障导致的服务器当机情况的发生。同时PR7014B提供全面详细的远程管理功能,服务器管理员可以远程通过网络获知服务器各部件的健康状态。

  宝德服务器PR7014B上的各刀片共享电源,散热等部件,可以有效降低设备采购成本,同时也可以大大降低服务器的运营花费。

  N+1冗余的电源能提供高达93%的电源利用率为所有刀片服务器提供电力支持。

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