“《孫子兵法》云，‘夫未戰(zhàn)而廟算勝者，得算多也；未戰(zhàn)而廟算不勝者，得算少也’。市場如戰(zhàn)場，我省的經(jīng)濟建設(shè)、科學(xué)研究離不開‘多算’。而我省現(xiàn)在有了孫武無法想象的‘多算’設(shè)備——每秒鐘運算４０００億次的大型計算機?！苯?，甘肅計算中心主任胡鐵鈞面對媒體發(fā)出了如上感慨。

　　項目需求分析：跨行業(yè)高性能計算網(wǎng)格拓展甘肅省計算中心是直屬于甘肅省科技廳的科研事業(yè)單位，是全省計算機技術(shù)應(yīng)用、推廣和服務(wù)的專業(yè)化研究與開發(fā)機構(gòu)。2005年為了進一步加強高性能方面的實力，攜手曙光建立了甘肅高性能計算中心，旨在發(fā)展甘肅省高性能計算，帶動甘肅省計算技術(shù)、信息技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)向更高水平發(fā)展，解決甘肅省國民經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會和科學(xué)進步、國防和國家安全等一系列挑戰(zhàn)性問題。

　　甘肅計算中心主任胡鐵鈞表示：“這幾個‘花小錢’的雄心勃勃的行動，只是我省計算能力和運行方式的一小步結(jié)構(gòu)性變化，帶來的卻是我省科研基礎(chǔ)能力的一大進步：以前我省的眾多科研人員擠出寶貴時間，花費大量科研資金，跑到外地去排隊進行大型運算；今后他們只需坐在辦公室里，輕點鼠標，向甘肅省計算中心的‘窗口’發(fā)個申請，提交運算任務(wù)，省計算中心就把任務(wù)分配到閑著的計算機上運算，不長時間后，運算結(jié)果就會出現(xiàn)在科研人員的電腦上。

　　甘肅省超級計算中心致力于建成一個開放可共享的高端計算環(huán)境，為政府各機構(gòu)、企事業(yè)、大中專院校、科研單位提供超級計算能力、海量信息處理、超大型數(shù)據(jù)庫管理、尖端技術(shù)科研開發(fā)的服務(wù)，將有限的計算延展為無限的可能。最終形成應(yīng)用環(huán)境、用戶培訓(xùn)、科普宣傳、應(yīng)用開發(fā)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)等功能齊全、布局合理的一流信息化平臺環(huán)境和產(chǎn)業(yè)基地。

　　在建設(shè)周期方面，初期希望在甘肅省計算中心建設(shè)管理結(jié)點的集群系統(tǒng)，準備購置主要設(shè)備、軟件，構(gòu)建應(yīng)用環(huán)境，實現(xiàn)計算能力，高性能計算機采用中國電信寬帶網(wǎng)和中國教育網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。同時與蘭州大學(xué)構(gòu)建網(wǎng)格試驗床。二期建設(shè)將連接蘭州大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、中科院資源環(huán)境科學(xué)信息中心等大專院校、科研院所的高性能計算系統(tǒng)，完成高速網(wǎng)絡(luò)接入光纖主干網(wǎng)；實現(xiàn)高性能計算資源的連接和共享，形成一個具有強大管理能力和計算能力的平臺。三期建設(shè)將逐步完善網(wǎng)格系統(tǒng)，吸納有一定計算能力的科研單位，提高計算能力，實現(xiàn)高性能計算應(yīng)用，研究網(wǎng)格系統(tǒng)向其他領(lǐng)域的應(yīng)用拓展、應(yīng)用。

　　解決方案：網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過對需求的分析，可以確定甘肅省高性能計算中心（網(wǎng)格系統(tǒng)）的建立是利用網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)?？茖W(xué)數(shù)據(jù)集的協(xié)作虛擬化，實現(xiàn)高要求數(shù)據(jù)分析所進行的分布式計算（共享計算能力和存儲空間）。網(wǎng)格將在科學(xué)計算、信息集成領(lǐng)域一展身手，提高甘肅省的科學(xué)計算能力，是典型的高性能計算應(yīng)用，需要大規(guī)模系統(tǒng)。

　　對應(yīng)于甘肅省高性能計算中心的實際需要，曙光公司在本次項目中采用了基于機群架構(gòu)的設(shè)計思想，采用最新的超級計算機曙光天潮，該款超級服務(wù)器是一臺成熟的產(chǎn)品，采用大規(guī)模機群體系結(jié)構(gòu)，其中采用了許多創(chuàng)新技術(shù)，在平衡創(chuàng)新和可靠性上采用了冗余設(shè)計方法，每個創(chuàng)新部件都有成熟的產(chǎn)品部件與之對應(yīng)，使高性能計算機的可擴展性得到很大提高，同時保證應(yīng)用飽和性能的穩(wěn)定。

　　曙光大規(guī)模機群系統(tǒng)的規(guī)模為22個計算節(jié)點，每個計算節(jié)點2顆AMD Opteron 64bit處理器，總共44顆處理器，1個I/O節(jié)點、1個管理登錄節(jié)點，均為雙AMD Opteron處理器節(jié)點。在應(yīng)用性能方面提高<系統(tǒng)應(yīng)用飽和性能的方法包括，提供輕核心操作系統(tǒng)，單用戶通信軟件、并行I/O庫，支持多種操作系統(tǒng)；而在系統(tǒng)動態(tài)重構(gòu)方面可提高系統(tǒng)的管理能力，提供多種使用模式，包括開發(fā)大規(guī)模KVM（Keyboard-Video-Mouse）管理網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)動態(tài)加載等。整體系統(tǒng)架構(gòu)如下。

　　圖：曙光體系結(jié)構(gòu)

　　不過，雖然有了這臺超級計算機，省計算中心還有著更為雄心勃勃的行動——建立近兩年在國際上開始發(fā)展的網(wǎng)格，針對甘肅省以高能計算所為中心建立甘肅超級計算網(wǎng)格的設(shè)想，在此套解決方案的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)計方面，本項目為曙光4000L大規(guī)模機群系統(tǒng)配以3套網(wǎng)絡(luò)，分別是高速計算數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，千兆數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)，分別用于并行計算時的數(shù)據(jù)交換、計算通訊以及I/O讀寫；用戶接入、系統(tǒng)管理控制。高速計算網(wǎng)采用網(wǎng)絡(luò)，千兆數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，兩套網(wǎng)絡(luò)可以互為備份，即千兆以太網(wǎng)可以作為InfiniBand網(wǎng)絡(luò)的備份，千兆以太網(wǎng)可以作為千兆以太網(wǎng)的備份。而且本次項目中所提供的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備均在曙光機群服務(wù)器中有大量的成功應(yīng)用案例，所選用的產(chǎn)品無論是產(chǎn)品質(zhì)量、性能、互聯(lián)、互通性都有所保證。

　　另外，曙光4000L采用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)和管理網(wǎng)分開的方式，有效地減輕了對數(shù)據(jù)網(wǎng)的負載，做到系統(tǒng)管理對業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)完全沒有干擾。接入管理網(wǎng)采用了百兆以太網(wǎng)，在本項目的曙光4000L機群系統(tǒng)中，采用了臺鏡，端口百兆交換機組成一個百兆以太網(wǎng)，各節(jié)點通過它連接成百兆的管理網(wǎng)隊整個機群的管理、監(jiān)控。而千兆計算網(wǎng)絡(luò)主要用于機群的、登錄、任務(wù)調(diào)度等系統(tǒng)管理員常用工作。這個網(wǎng)絡(luò)既是用戶接入、系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)，也是高速數(shù)據(jù)網(wǎng)的備份網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過一個中央工作站控制所有網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品軟件和配置的升級，極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)分配、故障診斷和清除，從而減少安裝和維護一個世界級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的總成本。

　　在規(guī)劃、建設(shè)曙光的存儲系統(tǒng)時，曙光推薦了磁盤陣列，內(nèi)部硬盤為Ultra 160接口，主機端口為2Gb FC或Ultra 160 SCSI接口標準的磁盤陣列系統(tǒng)，通過靈活的可配置性，提供一種強有力的，高性價比的解決方案，從而更好的控制整體成本。

　　用戶評價：從性能到細節(jié)均，美妙貫穿始終

　　甘肅計算中心主任胡鐵鈞表示：“曙光4000是一款既能進行高性能計算，又能滿足信息服務(wù)需要的高性能集群系統(tǒng)，在生物、氣象、流體力學(xué)等方面均有非常出色的表現(xiàn)?！泵鎸τ谟脩舻牧己迷u價，曙光的技術(shù)人員介紹到：“該系統(tǒng)完成后的系統(tǒng)可以完成每秒４０００億次的高能運算，相當(dāng)于一秒鐘內(nèi)全國每個人運算３００多次，然后把所有人的運算結(jié)果加到一起。以個人電腦來打比方，一臺目前最好的普通電腦運算３００天才能完成的任務(wù)，用這種大型計算機一天就可以完成。以舊的運算設(shè)備來做對比，以往用一個月才能處理完的核物理試驗數(shù)據(jù)，現(xiàn)在２、３個小時就可以處理完成?！?/P>

　　與此同時，曙光的技術(shù)人員在談及整個項目的規(guī)劃時介紹到：“在建設(shè)網(wǎng)格方面，除省計算中心外，還將蘭州大學(xué)擁有每秒運算２０００億次能力，蘭州交通大學(xué)擁有每秒１０００億次能力，西地所擁有每秒４０００億次能力建成一個開放可共享的高端計算環(huán)境，為政府各機構(gòu)、企事業(yè)、大中專院校、科研單位提供超級計算能力、海量信息處理、超大型數(shù)據(jù)庫管理、尖端技術(shù)科研開發(fā)的服務(wù)，正式運行后，這個網(wǎng)格可以達到每秒鐘運算２萬億次的能力”。

　　　　另外，曙光4000L系統(tǒng)充分考慮了國內(nèi)用戶的本地化要求，管理軟件界面是中文界面，同時也支持英文界面，可以在程序內(nèi)直接進行切換，無需重新啟動。這項功能是曙光機群管理系統(tǒng)的亮點之一，中文化的界面具有親切的人機接口，充分滿足了中國用戶的使用習(xí)慣，對此用慣了繁瑣英文界面的用戶在操作的時候顯得頗為興奮。