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一、项目需求分析：跨行业高性能计算+网格拓展 甘肃省计算中心是直属于甘肃省科技厅的科研事业单位，是全省计算机技术应用、推广和服务的专业化研究与开发机构。2005年为了进一步加强高性能方面的实力，携手曙光建立了甘肃高性能计算中心，旨在发展甘肃省高性能计算，带动甘肃省计算技术、信息技术和相关产业向更高水平发展，解决甘肃省国民经济与产业发展、社会和科学进步、国防和国家安全等一系列挑战性问题。 甘肃计算中心主任胡铁钧表示：“这几个‘花小钱’的雄心勃勃的行动，只是我省计算能力和运行方式的一小步结构性变化，带来的却是我省科研基础能力的一大进步：以前我省的众多科研人员挤出宝贵时间，花费大量科研资金，跑到外地去排队进行大型运算；今后他们只需坐在办公室里，轻点鼠标，向甘肃省计算中心的‘窗口’发个申请，提交运算任务，省计算中心就把任务分配到闲着的计算机上运算，不长时间后，运算结果就会出现在科研人员的电脑上。” 甘肃省超级计算中心致力于建成一个开放可共享的高端计算环境，为政府各机构、企事业、大中专院校、科研单位提供超级计算能力、海量信息处理、超大型数据库管理、尖端技术科研开发的服务，将有限的计算延展为无限的可能。最终形成应用环境、用户培训、科普宣传、应用开发、科学研究、人才培养等功能齐全、布局合理的一流信息化平台环境和产业基地。 在建设周期方面，初期希望在甘肃省计算中心建设管理结点的集群系统，准备购置主要设备、软件，构建应用环境，实现计算能力4000亿次/s，高性能计算机采用中国电信宽带网和中国教育网传输数据。同时与兰州大学构建网格试验床。二期建设将连接兰州大学、兰州交通大学、兰州理工大学、中科院资源环境科学信息中心等大专院校、科研院所的高性能计算系统，完成高速网络接入(光纤主干网)；实现高性能计算资源的连接和共享，形成一个具有强大管理能力和计算能力的平台。三期建设将逐步完善网格系统，吸纳有一定计算能力的科研单位，提高计算能力，实现高性能计算应用，研究网格系统向其他领域的应用拓展、应用。 二、解决方案：网络HPC机群系统大显其能 经过对需求的分析，可以确定甘肃省高性能计算中心（网格系统）的建立是利用网格技术实现大规模科学数据集的协作虚拟化，实现高要求数据分析所进行的分布式计算（共享计算能力和存储空间）。网格将在科学计算、信息集成领域一展身手，提高甘肃省的科学计算能力，是典型的高性能计算应用，需要大规模HPC系统。 对应于甘肃省高性能计算中心的实际需要，曙光公司在本次项目中采用了基于机群架构的设计思想，采用最新的超级计算机曙光天潮TC4000L，该款超级服务器是一台成熟的产品，采用大规模机群体系结构（Massively Cluster Computing），其中采用了许多创新技术，在平衡创新和可靠性上采用了冗余设计方法，每个创新部件都有成熟的产品部件与之对应，使高性能计算机的可扩展性得到很大提高，同时保证应用饱和性能的稳定。 曙光4000L大规模机群系统的规模为22个计算节点，每个计算节点2颗AMD Opteron 64bit处理器，总共44颗处理器，1个I/O节点、1个管理登录节点，均为双AMD Opteron处理器节点。在应用性能方面提高MCC系统应用饱和性能的方法包括，提供轻核心操作系统，单用户通信软件、并行I/O库，支持多种操作系统；而在系统动态重构方面可提高MCC系统的管理能力，提供多种使用模式，包括开发大规模KVM（Keyboard-Video-Mouse）管理网络，操作系统动态加载等。整体系统架构如下。
图：曙光4000L体系结构
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