助力生態(tài)環(huán)境研究 曙光再顯高端實(shí)力
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，并逐步成為各國(guó)間如何保持持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)戰(zhàn)略問題。高性能計(jì)算集群系統(tǒng)的強(qiáng)大計(jì)算能力與細(xì)致的分析優(yōu)勢(shì)，成為了助力國(guó)家開展生態(tài)環(huán)境研究不可或缺的重要手段。
遵循國(guó)情 生態(tài)環(huán)境研究是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)
為了避免環(huán)境污染的繼續(xù)擴(kuò)大以及改善環(huán)境污染現(xiàn)狀，我國(guó)早在20世紀(jì)70年代起就率先開展了持久性有毒化學(xué)污染物的環(huán)境化學(xué)行為研究，并將其納入環(huán)境研究與保證國(guó)家環(huán)境安全的重要戰(zhàn)略當(dāng)中。
中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就是在這樣的背景下而建設(shè)的。該實(shí)驗(yàn)室立足于國(guó)際學(xué)科發(fā)展的前沿，面向國(guó)家環(huán)境保護(hù)的重大需求，系統(tǒng)開展環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的篩選、環(huán)境健康效應(yīng)與控制原理的研究，開展我國(guó)持久性有毒化學(xué)污染物污染機(jī)制及控制原理研究，推動(dòng)我國(guó)持久性有毒化學(xué)污染物基礎(chǔ)研究的發(fā)展。如今，我國(guó)在環(huán)境分析化學(xué)、污染物的環(huán)境化學(xué)行為和生態(tài)毒理效應(yīng)等方面進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)性研究，取得了若干開創(chuàng)性成果，在我國(guó)環(huán)境化學(xué)發(fā)展中起到了重要的先導(dǎo)作用。
技術(shù)支柱 曙光為持續(xù)生態(tài)環(huán)境研究構(gòu)建基礎(chǔ)平臺(tái)
作為環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室戰(zhàn)略性的科研服務(wù)設(shè)施，高性能計(jì)算平臺(tái)不僅要滿足分子模擬和材料設(shè)計(jì)的計(jì)算需求，又要滿足分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、虛擬篩選、定量構(gòu)效分析等多種學(xué)科的高效率運(yùn)行需求。生態(tài)環(huán)境研究中心的集群項(xiàng)目在保證整體計(jì)算峰值的同時(shí)，還必須充分體現(xiàn)跨領(lǐng)域綜合應(yīng)用的特點(diǎn)，為量化計(jì)算、生命科學(xué)計(jì)算等多種應(yīng)用軟件進(jìn)行合理配置。原有的計(jì)算平臺(tái)無法滿足該項(xiàng)目的研究需求。
結(jié)合用戶需求，曙光做了大量的前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該中心整體的計(jì)算需求共有三類，其中Gaussian與VASP等高精度量化計(jì)算約占30%，Gromacs與AMBER等分子動(dòng)力學(xué)約占50%，此外還有分子對(duì)接與高通量篩選約占20%。而生態(tài)環(huán)境研究中心的集群項(xiàng)目在保證整體計(jì)算峰值的同時(shí)，還必須充分體現(xiàn)跨領(lǐng)域綜合應(yīng)用的特點(diǎn)，為量化計(jì)算、生命科學(xué)計(jì)算等多種應(yīng)用軟件進(jìn)行合理配置。
有鑒于此，曙光首先對(duì)常見應(yīng)用程序的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的歸類和需求分析，結(jié)合該項(xiàng)目所需求的綜合性高性能計(jì)算平臺(tái)具有多領(lǐng)域應(yīng)用的特殊性等因素的考慮，建立一個(gè)集群平臺(tái)已經(jīng)成為保障持續(xù)研究與發(fā)展的必然選擇。因此，曙光團(tuán)隊(duì)采用了基于Infiniband高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、胖/瘦節(jié)點(diǎn)相結(jié)合，兼顧多節(jié)點(diǎn)MPI并行和單節(jié)點(diǎn)SMP并行的多層次集群系統(tǒng)架構(gòu)，并以具備領(lǐng)先行業(yè)的超高應(yīng)用性能的曙光I840為主要結(jié)算點(diǎn)，以保證該系統(tǒng)平臺(tái)的超高計(jì)算性能以及強(qiáng)大的處理性能等優(yōu)勢(shì)。
該集群系統(tǒng)可形成具有自身特色、規(guī)模適度、水平較高、性能優(yōu)異的科學(xué)計(jì)算環(huán)境，在曙光公司技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)下，不僅可以滿足強(qiáng)大的計(jì)算需求，還可實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多種計(jì)算資源的有效整合與充分共享。
優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品 曙光高性能計(jì)算集群方案滿足高端計(jì)算需求
該集群方案具備高性能、可擴(kuò)展、高可靠、易管理以及先進(jìn)共享等優(yōu)勢(shì)，采用當(dāng)前開放的Cluster集群系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。共由數(shù)十臺(tái)曙光四路I840節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的高性能計(jì)算平臺(tái)，整體主頻峰值（計(jì)算能力）高達(dá)5萬億次（下圖）。
作為核心計(jì)算節(jié)點(diǎn)的曙光I840服務(wù)器，是曙光公司最新推出的一款支持英特爾最新四路多核處理器，具備先進(jìn)的管理和存儲(chǔ)技術(shù)，擁有更好的可擴(kuò)充性和高可用性的高性能服務(wù)器產(chǎn)品。曙光I840以使用傳統(tǒng)的前端總線（FSB 技術(shù)）來提供最穩(wěn)定的應(yīng)用體驗(yàn)，其擁有最高達(dá) 192GB 的DDR2 FBD 內(nèi)存以及集成高性能SAS 控制器支持的多達(dá)16 塊熱插拔3.5寸SAS硬盤，這為滿足計(jì)算密集型應(yīng)用需要以及提供強(qiáng)大的功能以運(yùn)行關(guān)鍵任務(wù)提供重要保障
另外，為了更好的保證系統(tǒng)質(zhì)量，提高Gaussian等應(yīng)用軟件的計(jì)算速度，曙光團(tuán)隊(duì)在提供核心計(jì)算節(jié)點(diǎn)提供I840服務(wù)器之外，還采用了曙光A410r-T和I610r-G服務(wù)器，共有42個(gè)雙路節(jié)點(diǎn)，通過Infiniband高速網(wǎng)絡(luò)提供多機(jī)并行計(jì)算環(huán)境。以此來保障系統(tǒng)的并行計(jì)算以及高性能計(jì)算優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)的總體峰值可達(dá)5.2Tflops，共同組成了一個(gè)面向多層次、跨領(lǐng)域綜合應(yīng)用的高性能計(jì)算集群。 #p#page_title#e#
作為構(gòu)建出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)全系列精品服務(wù)器的民族廠商，曙光公司現(xiàn)有的服務(wù)器產(chǎn)品能全面滿足用戶從超級(jí)計(jì)算機(jī)到普通PC服務(wù)器的各項(xiàng)應(yīng)用需求。此次方案所提供的具有代表性的曙光四路I840、曙光I610、曙光A410等服務(wù)器產(chǎn)品擁有極高的性價(jià)比，同時(shí)展示了作為民族廠商典范的曙光公司旗下服務(wù)器產(chǎn)品所擁有的多樣化、差異化以及高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。這些都成為保障曙光團(tuán)隊(duì)所構(gòu)建的系統(tǒng)平臺(tái)其高性能、強(qiáng)大處理能力等優(yōu)勢(shì)的重要基石，也是滿足廣大用戶高端計(jì)算需求的重要保障。
曙光高性能計(jì)算集群系統(tǒng)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)特性
曙光高性能計(jì)算集群系統(tǒng)平臺(tái)方案是曙光公司運(yùn)用多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合自身具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的服務(wù)器產(chǎn)品而組合的系統(tǒng)方案，是符合用戶需求并具有高安全性的系統(tǒng)。其中眾多的優(yōu)勢(shì)屬性，都是曙光獨(dú)一無二的優(yōu)勢(shì)特性。
先進(jìn)性和成熟性：該方案充分采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的、先進(jìn)并且成熟的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、以及操作系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品。
互聯(lián)性和開放性：該方案中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)選用開放式系統(tǒng)，具有多平臺(tái)多系統(tǒng)的互聯(lián)支持能力，以滿足用戶開發(fā)和使用的要求。
高可靠性、高可用性、高可維護(hù)性：由于高性能計(jì)算系統(tǒng)要求7×24小時(shí)的持續(xù)服務(wù)能力，因此在方案設(shè)計(jì)時(shí)，曙光公司首先考慮選用穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，使其具有優(yōu)秀的RAS特性和必要的冗余容錯(cuò)能力，好為用戶提供高可用服務(wù)。同時(shí)系統(tǒng)在硬件配置、操作系統(tǒng)、以及系統(tǒng)管理等環(huán)節(jié)時(shí)，采取了嚴(yán)格的安全可靠性措施，系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)得到可靠保證。
可縮放性和可擴(kuò)展性：該系統(tǒng)不但要能滿足現(xiàn)階段的業(yè)務(wù)要求，而且要能滿足將來需求的增長(zhǎng)和新技術(shù)發(fā)展的要求，要在原有設(shè)備繼續(xù)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上，保證用戶能方便地增加或調(diào)整設(shè)備，改善系統(tǒng)功能和性能，支持將來系統(tǒng)不斷更新和便于升級(jí)。同時(shí)應(yīng)留有充分的擴(kuò)展余地，并保證系統(tǒng)的完整性不受影響，保證系統(tǒng)可以平滑升級(jí)、擴(kuò)容。
可管理性：該系統(tǒng)具有完善的管理措施和功能，便于設(shè)備的安裝、配置和維護(hù)，以及對(duì)各種軟硬件資源的分配、調(diào)度和管理，有效提高資源和資產(chǎn)利用率，減輕了系統(tǒng)管理人員的工作負(fù)擔(dān)。
如今，環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境與生態(tài)研究工程正在緊鑼密鼓的進(jìn)行中。在國(guó)家戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，憑借先導(dǎo)作用正在為我國(guó)乃至全球的環(huán)境發(fā)展與消除污染工程貢獻(xiàn)著重要的力量。而曙光的集群系統(tǒng)平臺(tái)在這些研究者的手下正在行駛著環(huán)境研究科技力量的重要使命，正在為中國(guó)的環(huán)境保護(hù)與促進(jìn)和諧發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)
