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解决方案

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宝德高性能计算之物理、化学高性能解决方案
项目布景

大部门计算材料和计算化学程序属于计算密集型和访存密集型应用,对处理器的浮点运算能力和内存性能要求很高。对于典型的物理化学应用,计算节点保举使用双路办事器,按照CPU型号不同,每个计算节点提供16~40处理器核心,平均每个核心可以配置2~4 GB内存。对于ADF、VASP、Gaussian等以OpenMP共享式内存并行方式为主的并行程序,保举采用计算核心较多和内存较大的SMP胖节点,可以达到最佳的性能加速比。大部门物理化学软件都是MPI并行程序,并行加速比力好,通常可以扩展到32~128进程以上,程序运行方式通常是跨节点并行运行;从并行算法阐发,计算材料软件的进程间通信比力频繁,属于通信密集型应用。因此,节点间网络的延迟和带宽对程序的并行加速比起着决定性的作用。使用传统的千兆以太网很难阐扬程序的并行性能,跨节点运行时会导致严重的性能下降,成为整个计算过程的瓶颈。因此,保举用户使用高带宽、低延迟的InfiniBand网络.

方案介绍

基于阐发得出,大部门计算材料和计算化学程序属于计算密集型和访存密集型应用,对处理器的浮点运算能力和内存性能要求很高。保举高密度办事器平台。

方案解析

上图是典型的计算物理化学集群系统配置,系统具有优异的性能和良好的扩展性。计算节点选用宝德高密度办事器平台,2U双路多节点办事器PR2740TP,满足一般计算软件和计算任务的需求;计算系统还可以按照需要配置几台四路或八路SMP胖节点,专为 Gaussian等OpenMP并行程序或其它一些大内存应用配备 ADF、VASP,集群系统配置了两台宝德PR2510P2办事器作为治理登录节点,两台登录治理节点配置双机热备,对作业调度、用户治理等系统办事实现双保险,提高整个集群的高可用性;计算网络采用高带宽、低延迟的FDR InfiniBand网络,为并行程序提供无阻塞的通信高速通道;别的,配置一套或两套千兆网络,用于集群治理和监控,千兆网络也可作为备用计算网络,提高系统的高可用性; 存储系统采用宝德GS-5312v3 磁盘阵列,提供了海量数据存储能力的同时,其创新的RAID 级别提供了更高的数据庇护功能。强大的硬件设计,灵活的扩展操作和友好的治理界面,为客户不同应用提供简单便利的解决方案。

方案优势
  • 高性能

    本方案选择了业界领先的宝德PR2740TP高密度机架办事器,采用最新的Cascade Lake处理器架构,计算网络使用56Gb的FDR Infiniband,非常适合计算物理、计算化学这样的计算密集型和通信密集 型应用;大容量、高性能、高容错、高可扩展性的分布式并行存储系统为集群提供了强大的存储撑持。

  • 高可靠性

    冗余电源,热插拔硬盘,高可靠的办事器存储系统等设备和技术保证系统的可靠不变运行;双登录治理节点、备用计算网络、存储系统的高容错技术为集群的提供了更高的可靠性。

  • 可扩展性

    系统设计为用户预留了自由的可扩展空间,用户可按照业务系统的增长,灵活地增配计算节点,扩充计算网络,提升计算性能;扩充存储系统的容量和性能,满足增长的数据存放和IO性能需求。

  • 促进学科融合

    鞭策物理、化学等学科与计算机深度融合、催生新兴学科建设与现代科学技术在高校的普及。

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