高性能計算在海洋監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用

江蘇省海洋監(jiān)測預(yù)報中心為了更好的監(jiān)測海洋的情況，避免受突如其來的海洋災(zāi)難的影響。在我國高性能服務(wù)器知名廠商曙光公司的協(xié)力下，成功建設(shè)了一套具備浮點計算量巨大、通信密集度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性高以及擁有性能非常出眾的I/O能力的海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)，它具有極佳的效率及極佳的擴(kuò)展性，能夠有效助力該中心監(jiān)測海洋現(xiàn)實情況。

曙光公司秉承"自主創(chuàng)新 服務(wù)中國"的企業(yè)精神和理念，結(jié)合江蘇海洋監(jiān)測預(yù)報中心的特點和需求，以及曙光自身多年在高性能計算以及在海洋與氣象預(yù)報領(lǐng)域的積累，為該中心配置了一套具有先進(jìn)性、高可用性、完整性、低功耗、高可擴(kuò)展性等特點優(yōu)勢的海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)方案。

具有高效應(yīng)用性的曙光高性能計算集群系統(tǒng)

本方案采用了新一代曙光5000超級計算機(jī)，計算系統(tǒng)采用了20片雙路刀片服務(wù)器（CB65-F）以及1臺8路SMP計算節(jié)點（A950r-F），共提供288個處理核心，理論峰值運算速度高達(dá)2.5152Tflops(每秒2.5152萬億次浮點運算)。

曙光5000是國內(nèi)首款面向百萬億次計算需求的超級計算機(jī)，是曙光公司于2008年6月推出的新一代IA架構(gòu)高性能計算機(jī)系統(tǒng)，面向1-200Tflops級別超大規(guī)模高性能計算需求。能夠很好的適應(yīng)容量計算和能力計算需求，具備高性能、高效能、高密度、低能耗的特點，在多個層面達(dá)到了世界先進(jìn)水平，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國防軍隊、航天航空、氣象、制造業(yè)、教育科研等單位。

在本方案中，刀片間使用Infiniband高速模塊，雙向帶寬達(dá)到40Gb，延時只有1.5μs?？纱蟠筇嵘到y(tǒng)的計算性能；針對應(yīng)用環(huán)境的不同，曙光在存儲部分采用了全光纖存儲DS8314FF和半光纖的存儲DS600－DF10，分別用來存放輸入數(shù)據(jù)和生成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容量分別達(dá)到6.4TB和12TB。同時采用并行文件系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的高性能I/O。

而在計算節(jié)點方面，采用了高性能高穩(wěn)定性的曙光刀片服務(wù)器TC2600（刀片CB65-F，雙路AMD六核Istanbul處理器），并采用曙光八路服務(wù)器A950r-F作為SMP計算節(jié)點；I/O節(jié)點和登錄、管理節(jié)點采用曙光天闊服務(wù)器A620r-H（雙路AMD六核Istanbul處理器），計算和I/O網(wǎng)路采用Infiniband高速網(wǎng)路，監(jiān)控、管理網(wǎng)路采用1000M網(wǎng)路。除了采用全局共享的大容量存儲之外，單節(jié)點采用高性能的本地硬盤，以滿足分布式I/O的需求。

值得一提的是，曙光TC2600刀片服務(wù)器模塊化的設(shè)計整合了服務(wù)器、KVM、電源、網(wǎng)絡(luò)及散熱系統(tǒng)于統(tǒng)一的智能管理平臺之上，緊密融合形成了高效的TC2600刀片服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)；不僅降低了高性能計算中心、數(shù)據(jù)中心對于空間的要求，只占7U機(jī)架空間的刀片機(jī)箱最多容納10個刀片，僅需要傳統(tǒng)解決方案70%的機(jī)架空間，而且大幅增加了計算密集性，與傳統(tǒng)解決方案相比，同樣的機(jī)架空間可以多提供42.8%的計算處理能力；在降低復(fù)雜度、簡化使用和管理、降低總擁有成本的方面均得到了最大的優(yōu)化。

總的來說，海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)方案不僅是硬件和系統(tǒng)軟件的解決方案，同時也是應(yīng)用層的解決方案。本方案不僅提供了氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行所需要的開發(fā)環(huán)境、并行環(huán)境，并且能為用戶調(diào)試好應(yīng)用軟件，能對應(yīng)用軟件進(jìn)一步的調(diào)優(yōu)，解決用戶應(yīng)用上的一些問題，使用戶能夠在新的機(jī)群系統(tǒng)上快速部署應(yīng)用。

曙光高性能計算集群系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢

高密度：曙光刀片服務(wù)器CB65－F的應(yīng)用，在7U空間內(nèi)可容納120個計算核心，單個SMP計算節(jié)點提供48個計算核心。高密度代表著更高的性能，更小的空間，更低的管理維護(hù)成本，更低的總體運營成本。

高可用可靠性：每臺刀片使用冗余電源，熱插拔硬盤，服務(wù)器存儲和磁盤陣列的存儲系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)保護(hù)的RAID，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。在登錄/管理節(jié)點、存儲節(jié)點采用了雙機(jī)熱備系統(tǒng)，增強(qiáng)了整個應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。

可擴(kuò)展性：所使用的曙光刀片TC2600平臺，可以兼容曙光雙路AMD刀片，雙路Intel刀片和四路AMD刀片。整個機(jī)群系統(tǒng)可以實現(xiàn)無縫的擴(kuò)展。存儲采用FC SAN的存儲結(jié)構(gòu)，保障了性能和配置的靈活性，用戶可以在這個的基礎(chǔ)上對存儲不斷擴(kuò)展。

低功耗：隨著高性能計算機(jī)的發(fā)展，用戶體會到每年的電費開支成為一筆不小的開支，該方案采用AMD的CPU及DDRII內(nèi)存，比起Intel的CPU及FBD內(nèi)存更加節(jié)省功耗。這為用戶節(jié)約了運行成本，同時也符合現(xiàn)代IT設(shè)備的綠色環(huán)保的要求。

完善的服務(wù)：業(yè)內(nèi)唯一的五年原廠商服務(wù)的企業(yè)，可幫助用戶真正解決后顧之憂。一整套的解決方案，從前期的安裝，培訓(xùn)，軟件的編譯、調(diào)優(yōu)，以及設(shè)備到位后的培訓(xùn)，使用戶不僅僅買到的是一些設(shè)備，而是能夠真正用得好，能為自己的科研工作相助一臂之力的幫手。

國產(chǎn)高性能計算系統(tǒng)備受用戶信任與肯定

近年來，曙光公司的發(fā)展日新月異，在科技的創(chuàng)新和突破是"更是一層樓"！隨著曙光5000A的發(fā)布和使用，中國高性能產(chǎn)業(yè)的名氣已經(jīng)響徹全球業(yè)界。短短的十幾年間，中國不僅成為全球第二個能自主制造百萬億次高性能計算機(jī)的國家，而且在2010年具有擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)龍芯服務(wù)器也下線使用，國產(chǎn)龍芯服務(wù)器的應(yīng)用將具有劃時代的偉大意義。

江蘇海洋監(jiān)測預(yù)報中心表示，該系統(tǒng)方案的優(yōu)點對于從事海洋環(huán)境的監(jiān)測預(yù)報事業(yè)有著重大的影響和意義。無論是從數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性還是成本能耗方面考慮，曙光提供的此套方案均給與了完美的融合。這與他們當(dāng)初選擇曙光公司的原因不謀而合。

在曙光的配合下，江蘇海洋監(jiān)測預(yù)報中心的運行系統(tǒng)和監(jiān)測預(yù)報記錄得到了充分的效率保障，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性以勝于過往的倍數(shù)在增長。這對于預(yù)測海洋環(huán)境的危機(jī)情況將起到有力的預(yù)測保障，對江蘇省海洋事業(yè)的發(fā)展提供有力的支持。

猶如地震、海嘯等也許不是人類所能阻止的自然災(zāi)害，但是在如今科技發(fā)達(dá)、經(jīng)濟(jì)水平高的社會背景下，人類的預(yù)知災(zāi)害的能力已經(jīng)有所提高，因此在降低災(zāi)害的損失程度以及保障人類生命安全的能力上不再孤立無援。高性能計算系統(tǒng)的應(yīng)用為國家穩(wěn)定民心、穩(wěn)定社會的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的科技支持，為中國構(gòu)建和諧社會有著不可估量的重大意義！

關(guān)于曙光：

公司是一家在科技部、信息產(chǎn)業(yè)部、中科院大力推動下，以國家"863"計劃重大科研成果為基礎(chǔ)組建的高新技術(shù)企業(yè)。它以中科院計算所、國家智能計算機(jī)研究開發(fā)中心和國家高性能計算機(jī)工程中心為技術(shù)依托，擁有強(qiáng)大的技術(shù)實力。曙光系列產(chǎn)品的問世，為推動我國高性能計算機(jī)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。2008年6月，每秒運算233萬億次的首臺國產(chǎn)百萬億次超級計算機(jī)曙光5000A研制成功，從而使中國成為繼美國之后，第二個能研制百萬億次高性能計算機(jī)的國家。

2006年7月，占地面積60余畝的曙光天津產(chǎn)業(yè)基地落成投產(chǎn)，實現(xiàn)民族高性能計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的歷史跨越。曙光高性能計算機(jī)連續(xù)14年穩(wěn)居國產(chǎn)高性能計算機(jī)市場第一，擁有國產(chǎn)高性能70%以上的份額，并在高性能集群領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國產(chǎn)機(jī)對進(jìn)口產(chǎn)品的超越。曙光公司生產(chǎn)的系列服務(wù)器以技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、服務(wù)優(yōu)良見長，曾獲"國家科技進(jìn)步一等獎、二等獎"、"中科院科技創(chuàng)新特等獎"、"2001、2003、2004中國十大科技進(jìn)展"等多項國家級殊榮。

長期以來，曙光始終專注于服務(wù)器領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用，依托超級計算機(jī)的扎實功底，立足自主研發(fā)，通過不斷技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建出擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全系列精品服務(wù)器，能全面滿足用戶從超級計算機(jī)到普通PC服務(wù)器的各項應(yīng)用需求，在互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、生物、氣象、石油、科研、電力等多個行業(yè)有著大量成功應(yīng)用。

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