HP Integrity打造华中科大网格计算平台

　　目前，中国教育部已全面启动中国教育科研网格ChinaGrid计划，构建下一代中国高等教育网格计算平台。

　　在中国教育科研网格计划中，华中科技大学是头一批参与这一计划的12家院校之一。该计划要求各个院校整合计算平台，但由于我国目前网络条件所限，因此要求各个节点拥有一个比较大的计算节点，加入此计划的第一批大学院校要求具有5000亿次计算能力的超级计算节点。

　　在传统意义上，高性能计算应用是属于CPU和内存密集型的应用，它对所运行的计算机体系结构（超级计算机体系结构）提出了几个主要要求：浮点计算能力（特别是64位双精度浮点运算）、内存带宽和内存容量以及体系框架。在高性能计算中，这些因素是相互关联的。由于高性能计算需要采用各种数学方程式来建立模型和模拟物理现象，而随着各种模型越来越大和越来越复杂，数据集的规模也急剧增长。

应用需求分析

　　基于以上思考，华中科技大学的网格计算解决方案对高性能计算环境提出了如下需求：多台高性能SMP计算节点和管理节点组成的高性能计算集群；每个计算节点配置2G 内存；每个计算节点内部系统和文件系统配置高速硬盘；计算节点间采用高带宽低延迟的互联设备，安全高效的网络互联；开放通用的Linux操作系统；通用高效率的并行模式，支持OpenMP、MPI等；多层次任务调度管理系统；支持工业标准的语言环境，包括C、C++和Fortran等；针对高性能计算应用的通用和扩展数学库，包含基本线性代数、矩阵运算、快速傅立叶变换等科学运算程序库的相关软件。

解决方案

　　在对华中科技大学高性能计算需求进行全面分析之后，HP设计了一个能够使用户在同样的投资情况下、获得最高性能并拥有灵活扩展能力的高性能计算系统。

　　主机系统采用48台rx2600服务器作为计算节点，1台rx2600服务器作为管理节点，每个计算节点服务器配置一个千兆以太网作为计算网络，和一个100Mbps以太网作为管理网络。2路HP Integrity rx2600动能服务器配备了含6M三级高速缓存的1.5 GHz Intel安腾2处理器，或者含3M三级高速缓存的1.3 GHz Intel安腾2处理器以及高达24 GB的内存，采用HP zx1芯片组，这一芯片组能够通过降低内存延迟并提高内存与I/O子系统的可扩展性，充分展现Intel安腾2处理器的强大动力，使rx2600动能服务器能够实现行业领先的性能和内存的可扩展性，处理更多的模拟数据，更快地运行复杂模型，并提供高品质图像，而在成本和复杂性方面却更低。

　　在高性能计算系统应用中，不仅需要高运算能力，同时对存储有着很高的要求，因为高性能计算应用经常需要短时读写大批量的数据，这对存储系统的性能特别是多道并行作业同时存取大量数据时的I/O性能提出很高要求。目前，在高性能计算领域中，当节点数量比较少时，可以采用SAN 存储技术，建立一个单独的SAN存储网络。但由于目前SAN的建设成本还比较高，而且所支持的最大端口数仅为200-300个节点（不同厂商的具体数量不同），所以当节点数量比较多时，通常都采用网络存储技术。因此，在HP为华中科技大学设计的高性能计算系统中，采用一款低成本、可扩展的高性能存储系统HP MSA1000作为存储系统，存储容量为5TB。

实施效果

　　华中科技大学网格计算平台不仅在芯片、操作系统和互联等方面全面符合业界技术发展，而且能够很好地满足用户处理能力的实际需要。

　　中国高性能计算及网格建设著名专家、华中科技大学金海教授表示：与主机相比，HP Integrity动能服务器IA架构的扩展性好，成本相比低。如果采用大型机，以华中科技大学目前构建5000亿次计算能力的超级计算机的预算，很难实现。目前，华中科技大学已经在这个超级计算机上运行图像处理应用，三维虚拟人的重建，运行效果非常好，而且，流体力学和物理方面的应用也开始在这个超级计算机上运行。该超级计算机已成为华中科技大学的公共计算平台，为整个学校的教育和科研提供服务。系统稳定性很好，至今还没有出现问题。应用说，效果比预期的还要好。