英特尔至强处理器 助高校打破HPC的瓶颈

　　一直以来，高等院校都被看作是先进技术转化为生产力的最重要场所，所以，不断加强高校的科研能力的建设是一项必须长期坚持的重要工作。

　　从地球内部的构造、地震产生的原因，到新型材料的微观结构、新型药物的研发，这些都是需要人类率先解决的重大问题，只有搞清楚了它们，才能进一步探索未知世界。

　　而解决上述这些问题，往往需要依赖于理论和实验。先通过理论科学提出关于自然现象的假说，再归纳总结出物理模型和数学模型，而实验科学则用来验证现成的理论假说，提供新的实验事实，以修正理论，这是一个从理论上升到科研必然的流程。而高校实验，需要一个高性能的计算平台，这个平台哪里有呢？

　　作为南京大学地球科学与工程学院教授的周会群博士表示：“以前，为了找到能用于科学研究的计算平台，科研人员甚至需要到跑到全国各地。缺少高效的计算平台，简直成为了高校科研的瓶颈。”周会群教授说：“如果有了自己的高性能计算平台，不仅仅是我们学院，其他如物理、化学、大气、天体、地球物理、电子、生命科学等顶尖学科的科研能力，都能够‘再上一层楼’。”

　　可见，缺乏高性能计算平台将成为高校学科发展的制约因素。不过，随着计算机技术的不断进步，周会群教授感受到，高性能计算设备计算能力的不断提高，更是促进了科学研究的领域和手段不断向前发展。

　　综合来看，目前我国的一些高校正在遇到哪些挑战呢？首先，高校多个学科都存在急迫的高性能计算需求，例如，理论化学、超硬材料、电子、物理、材料、汽车、地学、生物信息等。其次，学校目前计算资源严重不足，很多情况下需要租用超算中心。第三，高性能计算平台已成为学科发展的迫切需要，“计算科学”与“理论科学”和“实验科学”成为科学研究的“金三角”，高性能计算平台成为学校众多学科的必备科研条件。

　　南京大学是一所教育部直属的重点综合性大学，也是首批进入国家“211工程”和“985工程”的高等院校之一。进入二十一世纪，南京大学更是一如既往地以学科建设为龙头、队伍建设为核心，推动学科结构优化升级，朝着到2012年即建校110周年时，建成世界知名高水平大学的目标前进。

　　南京大学始终坚持自己的办学定位，即要成为探索未知世界、认识客观真理、为解决人类面临的重大课题而从事科学发现的场所和思想库。

　　正是综合了以上这些需求，南京大学也提出了建立南京大学高性能计算中心的决定。于是从2004年开始，身为南京大学地球科学与工程学院的教授，同时又是江苏省高性能计算专业委员会主任的周会群，与南京大学几位老师一起，积极开展南京大学高性能计算中心的规划、设计、选型和建设工作。在南京大学高性能计算中心的设计阶段，他们就提出一个明确的目标，就是“要在单位体积内尽可能地提供更多的计算能力，而且整个高性能计算中心，要建成为一个‘绿色’的高性能计算中心。”

　　同时，他们对南京高性能计算中心提出了更高的要求：这个高性能计算中心建设完成之后，要发挥集中建设的优势，将成为面向全校的高性能计算中心；要提高综合投资效率，促进资源共享，提高系统综合使用效率；也要促进多学科之间的交叉，为其他各学科提供最佳的服务和技术支持。甚至，这个高性能计算中心还有一个更加高远的计划，就是希望带动区域经济发展，促进校企合作，寻求地方政府支持。

　　目标确定以后，周会群等人经过反复的测试，最终选中了英特尔至强处理器作为南京高性能计算中心的“心”。因为他们在测试中发现，至强处理器的计算能力相当“惊人”，在至强平台上，有很多的他们日常使用的应用软件，其运行性能都比原来的方案获得了大幅度提升。可以说，英特尔至强处理器的优越性能，帮助他们打破了高校科研的瓶颈。

　　经过几年的努力，南京高性能计算中心已经初具规模。周会群颇有感触地说：“高性能计算机的兴起，对地球科学的部分领域提供了一个革命性的契机。特别是近年来处理器性能的大幅度提升，使得我们有可能通过基于量子力学理论的计算模拟，从物质的微观性质做起，逐步了解地下这些物质在高温、高压状况下究竟会产生什么样的变化。

　　以往，对于地球内部结构和成分的认识，周会群是通过对天然地震波进行分析并加以推断得到的，精度不够而且周期很长。而现在，通过在超级计算机上的虚拟实验来了解地球内部的结构和成分，既快捷又方便。

　　如今，南京大学基于英特尔至强服务器平台的、设计目标为35万亿次浮点运算/秒的高性能计算中心正在紧锣密鼓的建设过程中。南京大学在这款处理器平台上的测试结果，对于那些同样迫切渴望投建高性能计算平台，以探索未知世界的国内高校来说，也具有非常普遍的借鉴意义。英特尔至强服务器平台以其出色的性能表现，已经成为国内高校加速教学和科学研究的一个重要工具。