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深圳超算——引领高性能计算应用
来源:donews 作者: 发布时间:2018/5/7 9:36  点击数:593 次 

在大数据驱动下,以往主要以科学计算为主的高性能计算,正在走进我们的生活。周末约上三五好友去看的震撼大片、实时的天气预报、人工智能、甚至医疗卫生、视频分析……这些都与高性能计算紧密相联。

 

什么是高性能计算?

高性能计算(High performance computing,缩写HPC) 指通常使用很多处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的几台计算机(作为单个计算资源操作)的计算系统和环境。

 

HPC高性能计算系统目前主流处理器是X86处理器,操作系统是linux 系统(包括Intel、AMD、NEC、Power、PowerPC、Sparc等),构建方式采用刀片系统。

曾经有人把普通计算机的运算比作成人走路,而把高性能计算机则比喻为计算机界的运载火箭。很形象的一个比喻,一句话就描述出高性能计算的超级计算速度。

高速运算使得高性能计算能在动漫渲染、物理化学、石油勘探、生命科学、气象环境、大数据分析、人工智能等多个领域中发挥傲人的作用。随着互联网时代的发展,计算机日渐渗透人类的生活,高性能计算服务也成为了国家经济发展的重要支点。 

行业数据报告显示,在2016年的全年,HPC服务器市场的全球工厂收入从2015年的107亿美元上升到创纪录的112亿美元,比2003年的57亿美元增长了近两倍。而研究预测,HPC服务器市场将在2021年增长到148亿美元,而整个HPC生态系统的市场在那一年将会超过300亿美元的市场。

在庞大的数据报告面前,高性能计算地位显而易见,同时也说明企业、科技单位、IT供应商对高性能计算的重视。作为深圳市受政府、企业重视的科技输出单位,深圳超算应市场要求建成了强大的基础设施,并部署了国内最多最全的高性能计算软件,广泛覆盖了化学、生物、材料、工业仿真、流体计算、动漫渲染、气象预报、大数据分析、人工智能等多个学科。

其实在深圳超算建立之初,中心设备利用率并不高,所以在很长的一段时间,如何更加灵活运用设备的计算能力和速度,助力科学研究和社会服务是深圳超算需要解决的问题。经过多年应用开发等统筹规划,协调发展,深圳超算中心成为目前全国计算资源使用率最高的中心。

硬件和软件“两条腿”才能走得快、跨得远。

在硬件方面,深圳超算中心配置最先进的并行调度与管理系统,相当于超级计算机中所有计算节点运行的“大脑”,自动监控计算任务的完成,及每一个计算节点的工作负载,指挥所有高性能计算节点协调工作,如同一支大型的乐队演奏交响乐,准确流畅优美地完成计算任务。多台计算机共同完成一个任务,速度快、效果好。

在软件方面,深圳市政府用1亿元资金为超算中心购置涵盖化学计算、生物计算、工业仿真、动画渲染、建筑设计、气象预报等领域的软件平台,使深圳超算成为软件种类与数量最多的超算中心。

在科研方面为高等院校、科研机构和企事业单位等提供了良好的计算模拟平台来进行科学研究,平均节约科研成本40%以上,缩短研发周期一半以上,全面提升了深圳乃至全国的科研水平。在民生方面协助深圳气象部门开展气象预报工作,陆续推出区域天气预报、台风预警路径预报、地质灾害及积涝预警等创新服务。还在动漫渲染方面加入大量高性能计算服务,通过强大的浮点计算能力,大大提升渲染速度与质量,减少制作成本,加快制作时间,确保作品能够按期完成,成为电影高票房的“幕后推手”。

未来,深圳超算将继续引领高性能计算机应用,结合国家发展战略以及深圳市科技创新发展规划的需要,中心将进行全面扩容升级。以2020年完成E级超级计算机落户深圳为升级换代目标,合理安排过渡时期的扩容改造。扩容升级完成后,计算能力将提升1000倍,届时将会为深圳乃至大湾区科技创新提供更有力的支持。

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