北京2020年9月22日 /美通社/ -- 2020年9月4日，浪潮集團“智驅(qū)新時代-浪潮云數(shù)智中國行”長沙站活動現(xiàn)場，中南大學信息與網(wǎng)絡中心代表以“智算中南”為主題，介紹了中南大學高性能計算公共服務平臺建設有關情況。中南大學與浪潮攜手打造的國內(nèi)首個高校智算平臺即將落成，不僅將有力地支持中南大學的學科建設和人才培養(yǎng)，推動高校高性能計算的發(fā)展，更是智慧時代開展科學研究強有力的基礎設施，“智算中南”將著力推進以算力為基礎、以算法為核心、以模擬和仿真為手段的科學研究數(shù)字生態(tài)體系建設，賦能各行業(yè)的創(chuàng)新研究。
以下為演講現(xiàn)場實錄。
尊敬的各位領導，各位來賓、IT屆的朋友們，上午好！今天非常高興，借浪潮公司巡展的機會，分享中南大學高性能計算平臺建設的一點體會。我的匯報題目是“智算中南”，實際上是借“智算中南”建設案例，向大家匯報中南大學信息與網(wǎng)絡中心在高性能計算平臺建設方面的一些做法，以期拋磚引玉。
“智算中南”建設背景
首先，從國家高等教育的宏觀視角來觀察，那就是“雙一流”建設戰(zhàn)略的大背景。2017年9月21日，教育部、財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《關于公布世界一流大學和一流學科建設高校及建設學科名單的通知》，正式公布“雙一流”建設高校及建設學科名單?！半p一流”建設主要圍繞五個方面開展，包括一流師資團隊的建設、拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)、科學研究水平的提升、優(yōu)秀文化的傳承創(chuàng)新以及科研成果的轉(zhuǎn)化推進?！半p一流”建設和人們熟知的“211工程”、“985工程”比較，有一點顯著的不同，“雙一流”建設引入了優(yōu)勝劣汰的動態(tài)競爭機制，這種動態(tài)競爭的制度安排，使得各個高校面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。
其次，從學校當前的需求來分析，中南大學是教育部直屬全國重點大學、國家“211工程”和“985工程”高校，是世界一流大學A類建設高校?！半p一流”建設的內(nèi)容就包括科學研究、人才培養(yǎng)和創(chuàng)新驅(qū)動，在“雙一流”建設的大背景下，學校的科學研究水平、科研成果產(chǎn)出以及拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要更上一層樓。我們都知道，科學研究包括理論研究和實驗研究兩個基本范式，自從計算機出現(xiàn)以后，我們又多了一種從事科學研究的手段，那就是計算，通過高性能計算系統(tǒng)的模擬和仿真，來開展科學研究。
《論語》中孔子說：“工欲善其事，必先利其器”。建設一個硬件先進、功能齊全、資源豐富，面向全校師生提供高性能計算公共服務的開放性基礎設施，不僅可以為學校的科學研究和工程計算提供優(yōu)質(zhì)的服務，而且還是人才培養(yǎng)的重要基地，更是參與國內(nèi)外高性能計算領域?qū)W術交流、科研合作和創(chuàng)新的重要平臺。因此，建設智算平臺提供公共計算服務的緊迫性就顯得尤為突出，我們的理念是時不我待，只爭朝夕。
再者，從學校高性能計算應用層面來剖析，智算平臺建設之前存在四個方面的問題：
第一是小規(guī)模計算集群，學校各科研團隊采購小規(guī)模集群，存在使用效率低、資源有限、運維困難、安全隱患大，缺乏高水平專業(yè)運維和用戶服務技術人員，以及存在分散重復建設等問題；第二是昂貴的社會計算資源，租用校外計算資源存在費用高、數(shù)據(jù)傳輸困難，難以滿足個性化需求等問題；第三是對計算資源的持續(xù)投入不足，學校2009年建設了校級高性能計算公共服務平臺，盡管在2013年和2018年分別進行過升級更新，但總體而言，缺乏持續(xù)的滾動投入，導致計算能力嚴重不足，而且，早年建設的高性能計算設施即將面臨淘汰；第四是調(diào)研表明學校公共計算資源不足，通過統(tǒng)計學校二級學院自建計算集群存量、梳理資產(chǎn)部門計算設備采購清單，以及調(diào)研用戶對高性能計算資源的需求，發(fā)現(xiàn)學校公共計算資源存在明顯的短板。
最后，調(diào)研國內(nèi)外高水平大學高性能計算平臺建設表明，近年來清華大學、中國科學技術大學、上海交通大學分別投入數(shù)千萬資金開展高性能計算平臺的建設，滿足學?？蒲袑λ懔Φ男枨?。從全球HPC TOP 500排行榜來觀察，國外高水平大學也不例外?？傊瑖鴥?nèi)外高水平大學在高性能計算領域的投入日趨增大，建設規(guī)模早已進入千萬億次級別（P級別），國家層面，E級別超算已提上議事日程。
基于上述背景，針對“智算中南”解決方案，我們提出滿足用戶需求，考慮前瞻性，重點服務學?！半p一流”建設的三個建設原則，精心設計、用心打造“智算中南”高性能計算平臺。
智算平臺四大優(yōu)勢
2020年上半年，中南大學攜手浪潮開始“智算中南”的建設，智算平臺共有上千臺設備，采用浪潮成熟穩(wěn)定的高性能計算和人工智能服務器以及浪潮AI微模塊數(shù)據(jù)中心解決方案，合計42個高密度IT機柜，設備布局科學合理、密度高、功耗分布均勻且無熱點。單IT機柜設計功率達到19千瓦，機房面積195平米，以前幾乎無法想象在195平米的空間內(nèi)，計算集群可以達到五千多萬億次的超高算力。
中南大學智算平臺具有四大優(yōu)勢：
首先是超強算力，智算平臺由1058個浪潮高密度HPC計算節(jié)點和AI服務器節(jié)點組成，采用英特爾高性能CPU和英偉達Tesla系列GPU，合計50896個計算核心，CPU理論計算能力為4856萬億次，GPU理論計算能力為788萬億次，整個計算集群聚合計算能力達到5644萬億次，計算能力位于當前國內(nèi)高校頂尖水平。
第二是超強作業(yè)調(diào)度和管理能力，智算平臺采用浪潮自主研發(fā)的Cluster Engine集群作業(yè)調(diào)度管理軟件和AIStation人工智能資源平臺，實現(xiàn)整個平臺計算資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，科學分配高性能計算和深度學習等計算資源。
第三是超高性能的并行存儲系統(tǒng)，智算平臺采用國際領先的DDN商業(yè)版Lustre并行文件系統(tǒng)和統(tǒng)一集中式存儲架構，可用存儲容量超過2PB，最大持續(xù)讀寫帶寬達到20GB/s。
第四是超大IB高速計算網(wǎng)絡，智算平臺采用Mellanox公司最新的HDR InfiniBand交換機，構建高帶寬、低時延的計算網(wǎng)絡，實現(xiàn)千余臺設備的100Gb完全無擁塞高速互聯(lián)。在成千上萬的計算機組成超大規(guī)模計算集群中，節(jié)點或服務器之間的吞吐和速度極為重要，這也是“智算中南”解決方案選擇InfiniBand實現(xiàn)集群高速互聯(lián)的原因。
“智算中南”高性能計算平臺將于今年9月底建成，目前正在按計劃開展系統(tǒng)加電測試、機房環(huán)境系統(tǒng)測試、網(wǎng)絡連通性測試、集群管理軟件測試、并行編譯環(huán)境測試、內(nèi)存帶寬測試、IB高速計算網(wǎng)絡測試、存儲系統(tǒng)測試、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)測試以及HP Linpack測試等。下一步將結合具體的專業(yè)領域應用，與學校不同學科的專家、教授一道，開展專業(yè)應用軟件測試，預計10月份投入試運行。我們相信，隨著平臺的投入使用，必將有力地推動學校科學研究水平的提升，進一步促進科研成果的產(chǎn)出和拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，為學校的“雙一流”建設做出貢獻。
結束語
各位來賓，科學技術是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是引領發(fā)展的源泉，“智算中南”高性能計算平臺不僅僅定位于服務中南大學“雙一流”建設，同時，我們歡迎各高等院校、科研單位、大型企業(yè)的研發(fā)機構和中南大學攜手，基于中南大學智算平臺強大的算力，在學術研究、科研創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)、產(chǎn)品開發(fā)方面開展全方位的緊密合作，引領創(chuàng)新潮流，探索未知世界！
