當(dāng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力動(dòng)輒每秒百萬(wàn)億次、千萬(wàn)億次的時(shí)候，廈門(mén)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中心每秒25萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)還能入你的法眼嗎?我甚至懷疑，25萬(wàn)億次能夠進(jìn)入全球超級(jí)算機(jī)Top500排行嗎?

對(duì)科學(xué)計(jì)算的依賴(lài)

廈門(mén)大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心副主任許卓斌在接受采訪時(shí)表示：“高性能計(jì)算說(shuō)得比較多，我們更喜歡用科學(xué)計(jì)算來(lái)描述，因?yàn)樗梢院苊鞔_地指向基礎(chǔ)學(xué)科研究，如化學(xué)、物理、生物學(xué)科所涉及的分子動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)，環(huán)境海洋、氣候?qū)W計(jì)算。”“國(guó)內(nèi)很多人建設(shè)高性能計(jì)算中心往往會(huì)考慮HPC Top500排行，我個(gè)人可能更看重計(jì)算應(yīng)用的實(shí)際需求。高性能計(jì)算也遵循‘摩爾定律’，價(jià)格每年下降1/3，因此，應(yīng)用就是要和時(shí)間賽跑。”他說(shuō)。談到超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院趙儀教授表示，廈門(mén)大學(xué)理論化學(xué)研究在國(guó)內(nèi)名列前茅，由廈大牽頭的”國(guó)家能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心”，是一個(gè)專(zhuān)門(mén)研究能源材料化學(xué)的超級(jí)科研中心，該中心的計(jì)算全部要依靠HPC技術(shù)。據(jù)廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院吳瑋教授介紹，在理論化學(xué)研究需要大量使用商用軟件，其中很多屬于大型的軟件。除了商用軟件之外，很多教授也會(huì)自己做一些軟件開(kāi)發(fā)。“我們的研究始終伴隨著軟件的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。” 吳瑋教授說(shuō)。

集中和分布相結(jié)合

廈門(mén)大學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī)建設(shè)應(yīng)用是一個(gè)集中和分散相結(jié)合的典型模式。其中，通過(guò)構(gòu)建集中超級(jí)計(jì)算機(jī)，由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中心管理和調(diào)度為全院的學(xué)科應(yīng)用提供服務(wù)，與此同時(shí)，化學(xué)化工學(xué)院也根據(jù)自己的特點(diǎn)和需要，采購(gòu)了部分超級(jí)計(jì)算機(jī)。廈門(mén)大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心工程師余鈺煒介紹了廈門(mén)大學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的三個(gè)階段。廈大作為綜合性大學(xué)，對(duì)高性能計(jì)算非常依賴(lài)，起步也非常早，1996年就有擁有第一臺(tái)HPC計(jì)算機(jī)。2006年又構(gòu)建了以SuperDome為核心的第二代高性能計(jì)算系統(tǒng)。如今系統(tǒng)構(gòu)建于2013年，屬于第三代產(chǎn)品，50個(gè)節(jié)點(diǎn)采用了System x服務(wù)器，其計(jì)算能力可以達(dá)到每秒25萬(wàn)億次。而就在去年，聯(lián)想已完成對(duì)System x產(chǎn)品線的收購(gòu)。

記者查閱了最新全球Top 500排行，25萬(wàn)億次計(jì)算能力距離Top500動(dòng)輒百萬(wàn)億次的門(mén)檻還有一段距離，但就像許卓斌所說(shuō)，高性能計(jì)算不是以Top500排行論英雄的，再好的機(jī)器，也還是需要在使用中發(fā)揮威力。

計(jì)算能力很重要

趙儀教授表示：超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力非常重要。“如今，計(jì)算軟件已經(jīng)非常完美，只要橫向擴(kuò)展，它的能力就會(huì)被充分釋放，計(jì)算的效率完全不同，如果超級(jí)計(jì)算能力不夠強(qiáng)，有時(shí)候需要等上一個(gè)月，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。”他說(shuō)。“事實(shí)上，廈大對(duì)高性能計(jì)算的需求是非常大的，如今的系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠滿(mǎn)足使用。我們正在設(shè)想構(gòu)建一個(gè)基于云架構(gòu)的服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，有些系統(tǒng)仍然放在如化學(xué)化工學(xué)院，但能夠從云端調(diào)用，分享計(jì)算資源，這是未來(lái)的發(fā)展方向。”許卓斌說(shuō)。廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院工程師谷俊井表示，如今超級(jí)計(jì)算機(jī)的利用率非常高，因?yàn)閷W(xué)生、老師人數(shù)很多，經(jīng)常會(huì)有作業(yè)排隊(duì)。如果作業(yè)的并行度不高，則作業(yè)就會(huì)對(duì)服務(wù)器的主頻和內(nèi)存提出很高的要求，這就需要采購(gòu)過(guò)程中格外關(guān)注。許卓斌表示，并不是任何x86服務(wù)器都適合用于構(gòu)建超級(jí)計(jì)算機(jī)集群。一要關(guān)注能耗，不同品牌服務(wù)器散熱、功耗控制設(shè)計(jì)各不相同，需要選擇低能耗的產(chǎn)品。二要關(guān)注穩(wěn)定性，不僅事關(guān)維護(hù)，也關(guān)乎成本和效率。如果一個(gè)計(jì)算算了一半失敗，從頭再算，相當(dāng)于損耗翻倍。第三需要對(duì)x86服務(wù)器進(jìn)行定制。通常高性能計(jì)算需要高CPU主頻，但對(duì)內(nèi)存容量的需求可以適當(dāng)降低。 “我認(rèn)為胖節(jié)點(diǎn)超級(jí)計(jì)算的市場(chǎng)還會(huì)長(zhǎng)期存在，但是不再是主流，其市場(chǎng)還會(huì)萎縮，生態(tài)圈廠商還會(huì)繼續(xù)減少。”他說(shuō)。

合理調(diào)度是關(guān)鍵

如今上海、北京、深圳等城市都構(gòu)建了超級(jí)計(jì)算中心，借助集中服務(wù)的模式，避免重復(fù)建設(shè)造成的浪費(fèi)，這也是一個(gè)管理的思路。吳瑋教授表示，很多時(shí)候超級(jí)計(jì)算應(yīng)用不是簡(jiǎn)單的算一下，很多軟件需要自己寫(xiě)、自己調(diào)試。如果使用外部資源，限制會(huì)比較多，如果需要靈活定制，價(jià)格不菲，因此很多時(shí)候，還是需要把握平衡點(diǎn)。“這牽涉到一個(gè)資源調(diào)度的問(wèn)題。” 許卓斌說(shuō)。他表示，我們會(huì)選擇LSF平臺(tái)軟件，支持RISC、X86的共享調(diào)度。通過(guò)構(gòu)建虛擬機(jī)平臺(tái)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了不同操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)調(diào)度。這讓管理的效率大大提高。我們也制定了大/小隊(duì)列的調(diào)度策略，防止使用一個(gè)CPU計(jì)算作業(yè)過(guò)多搶占資源。相對(duì)而言，公共計(jì)算資源就沒(méi)有這樣的靈活策略。應(yīng)該說(shuō)專(zhuān)業(yè)化的管理，對(duì)于控制超級(jí)計(jì)算機(jī)的使用成本立竿見(jiàn)影。如今，廈門(mén)大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)中心的PUE控制在1.64的水平，這在全國(guó)數(shù)據(jù)中心也是非常高的水平。據(jù)了解，廈門(mén)大學(xué)采用了各種降低能耗的技術(shù)，如冷熱通道封閉等。這些技術(shù)不復(fù)雜，關(guān)鍵在于落實(shí)和實(shí)施。利用新校區(qū)建設(shè)的有利條件，這就擺脫了環(huán)境條件限制的制約，這就使得數(shù)據(jù)中心達(dá)到了一個(gè)非常好的水平。而新舊校區(qū)之間的裸光纖連接，也讓老師和學(xué)生能夠跨越地理空間的限制。一切都體現(xiàn)了很高的水平!這是廈門(mén)大學(xué)超級(jí)計(jì)算中心留給我的印象!