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        解決方案

        以客戶爲中心,提供定製化或一站式的全棧解決方案,賦能千行百業

        BG大游高性能計算之物理、化學高性能解決方案
        項目背景

        大部分計算材料和計算化學程序屬於計算密集型和訪存密集型應用,對處理器的浮點運算能力和內存性能要求很高。對於典型的物理化學應用,計算節點推薦使用雙路服務器,根據CPU型號不同,每個計算節點提供16~40處理器核心,平均每個核心可以配置2~4 GB內存。對於ADF、VASP、Gaussian等以OpenMP共享式內存並行方式爲主的並行程序,推薦採用計算核心較多和內存較大的SMP胖節點,可以達到最佳的性能加速比。大部分物理化學軟件都是MPI並行程序,並行加速比較好,通常可以擴展到32~128進程以上,程序運行方式通常是跨節點並行運行;從並行算法分析,計算材料軟件的進程間通信比較頻繁,屬於通信密集型應用。因此,節點間網絡的延遲和帶寬對程序的並行加速比起着決定性的作用。使用傳統的千兆以太網很難發揮程序的並行性能,跨節點運行時會導致嚴重的性能下降,成爲整個計算過程的瓶頸。因此,推薦用戶使用高帶寬、低延遲的InfiniBand網絡.

        方案介紹

        基於分析得出,大部分計算材料和計算化學程序屬於計算密集型和訪存密集型應用,對處理器的浮點運算能力和內存性能要求很高。推薦高密度服務器平臺。

        方案解析

        上圖是典型的計算物理化學集羣系統配置,系統具有優異的性能和良好的擴展性。計算節點選用BG大游高密度服務器平臺,2U雙路多節點服務器PR2740TP,滿足一般計算軟件和計算任務的需求;計算系統還可以根據需要配置幾臺四路或八路SMP胖節點,專爲 Gaussian等OpenMP並行程序或其它一些大內存應用配備 ADF、VASP,集羣系統配置了兩臺BG大游PR2510P2服務器作爲管理登錄節點,兩臺登錄管理節點配置雙機熱備,對作業調度、用戶管理等系統服務實現雙保險,提高整個集羣的高可用性;計算網絡採用高帶寬、低延遲的FDR InfiniBand網絡,爲並行程序提供無阻塞的通信高速通道;另外,配置一套或兩套千兆網絡,用於集羣管理和監控,千兆網絡也可作爲備用計算網絡,提高系統的高可用性; 存儲系統採用BG大游GS-5312v3 磁盤陣列,提供了海量數據存儲能力的同時,其創新的RAID 級別提供了更高的數據保護功能。強大的硬件設計,靈活的擴展操作和友好的管理界面,爲客戶不同應用提供簡單方便的解決方案。

        方案優勢
        • 高性能

          本方案選擇了業界領先的BG大游PR2740TP高密度機架服務器,採用最新的Cascade Lake處理器架構,計算網絡使用56Gb的FDR Infiniband,非常適合計算物理、計算化學這樣的計算密集型和通信密集 型應用;大容量、高性能、高容錯、高可擴展性的分佈式並行存儲系統爲集羣提供了強大的存儲支持。

        • 高可靠性

          冗餘電源,熱插拔硬盤,高可靠的服務器存儲系統等設備和技術保證系統的可靠穩定運行;雙登錄管理節點、備用計算網絡、存儲系統的高容錯技術爲集羣的提供了更高的可靠性。

        • 可擴展性

          系統設計爲用戶預留了自由的可擴展空間,用戶可根據業務系統的增長,靈活地增配計算節點,擴充計算網絡,提升計算性能;擴充存儲系統的容量和性能,滿足增長的數據存放和IO性能需求。

        • 促進學科融合

          推動物理、化學等學科與計算機深度融合、催生新興學科建設與現代科學技術在高校的普及。