1、曙光5000A曙光5000A曙光超级计算机相关机构及超算网格介绍 2003-12-16 11:20 -南方网讯上海超级计算中心(SSC)是2000年上海市一号工程-上海信息港主体工程之一, 既是上海重要的信息技术基础设施，又是加速上海国民经济和社会发展、提升上海技术创新能力的高科技基础设施。目前，上海超级计算中心正在为全市各行各业提供海量信息处理，为高科技领域的研究开发和技术创新提供高性能计算服务，在气象预报、地质勘探、生物医药、基因研究、飞机制造、汽车设计、新材料研究等领域已有大量成功应用。上海超级计算中心在高性能计算领域不遗余力的推广和强大的技术支持促进了上海地区高性能计算用户的不断增长和
2、应用水平的提高。当前，上海超级计算中心的计算资源已不能满足日益增长的需求，为能更好地满足上海及上海周边地区乃至部分国内的高性能计算用户的需求，上海超算中心订购了10万亿次曙光高性能计算机，作为国内最大的网格主节点，曙光4000A到位后，上海超算将成为我国信息技术领域的三峡大坝。曙光信息产业有限公司曙光信息产业有限公司成立于1995年6月，是以国家863计划重大成果为基础的股份制企业，曙光公司总部设在深圳，在全国20多个省市设有平台办事机构，在全国分布有1000多家代理商并于2001年5月在香港成功上市。目前曙光为国内服务器领域前三甲的供应商，为国内高性能计算机领域最有影响力的品牌。曙光公司以中
3、科院计算所、国家智能计算机研究开发中心和国家高性能计算机工程中心强大的技术和人才为后盾，开发推出了三大系列30多种型号的服务器，已经实现了从巨型计算机和超级服务器的供应商到全系列服务器产品供应商的角色转变，向用户提供了从PC服务器到RISC服务器、价格从一万元到一亿元的全系列服务器产品，形成了以曙光天潮系统超级服务器、曙光天阔PC服务器和曙光天演UNIX系列服务器三大系列为主的30余款曙光全系列服务器产品。曙光天潮系列超级服务器以其卓越的性能在气象、电信、生物基因、政府部门等行业部门发挥着举足轻重的作用，赢得了众多用户的赞誉。作为国内唯一的UNIX服务器-曙光天演UNIX系列服务器则是企业级应
4、用及数据库服务器的理想应用平台，其固有的强大的处理能力可以满足企业计算环境的任何需求。采用国际领先的SUMA新标准的曙光天阔PC服务器把产品的可扩展性、可用性、可管理性和可靠性有机地结合起来，并实现了多种超级服务器技术的下移，体现了国内厂商把技术优势转化为市场优势的产业化能力，使其更适合中小型企业网络应用。出类拔萃的服务器功能，使得曙光PC服务器成了构建中小企业网络应用的理想平台。中国科学院计算技术研究所中国科学院计算技术研究所创建于1956年，是中国第一个专门从事计算机科学技术综合性研究的学术机构。在计算所，诞生了我国第一台通用数字电子计算机，并形成了我国高性能计算机的研发基地，我国首枚高性
5、能通用CPU芯片也诞生在这里。计算所是我国计算机事业的摇篮。从计算所陆续分离出中科院微电子学研究所、中科院计算中心、软件所和网络中心等多个研究机构；从计算所分离出来的企业累计有30家以上，诞生了诸如联想、希望、曙光、华建等高技术企业，中关村的许多IT企业都和计算所有着不可分割的血缘关系。计算所现有六个研究室和一个工程中心，并孵化了若干家高科技公司，形成了科研、产业一条龙的良好态势。现阶段主要研究方向主要有：CPU和SoC设计、高性能计算与网格计算、网络化与数字化技术、知识处理与智能化Internet软件等。1998年，计算所成为中国科学院“知识创新工程”首批试点单位。几年来，计算所坚持江泽民总
6、书记对中科院提出的“基础性、战略性、前瞻性”的三性原则，坚持新时期办院方针，以“着眼国际前沿领域，关注国计民生，推动中国信息产业”为己任，本着“创新、求实”的理念，正逐步建设成为世界一流的科研学术机构。国家智能计算机研究开发中心国家智能计算机研究开发中心成立于1990年3月，是在863-306主题专家组的领导下，为实现国家高技术计划在计算机领域的关键目标而组建的实体，其宗旨是研究和开发高性能计算机系统。智能中心自成立以来承担了一系列国家863、95攻关、973的重大项目，研制出曙光一号全对称共享存储多处理机系统，曙光1000、曙光2000-I、曙光2000-II、曙光3000超级服务器及应用系
7、统、曙光NT机群系统，曙光高可用系统，曙光系列可扩展并行计算机系统等一批高技术成果。其中，曙光一号获1994年中国科学院科技进步奖特等奖，1995年国家科技进步奖二等奖，并被写入94年全国人大政府工作报告；曙光1000获1996年中国科学院科技进步奖特等奖，1997年国家科技进步奖一等奖；曙光2000获2000年中国科学院科技进步奖一等奖，2001年国家科技进步奖二等奖；曙光系列可扩展并行计算机系统获2001年度中国科学院科技进步奖二等奖。由智能中心自主开发的曙光系列高性能计算机系统不仅具有重大的学术价值，而且得到了广泛的应用。它们在各种计算中心、网络中心、信息中心、数据中心、处理中心，以及大
8、专院校、科研院所、大中型企业和政府机关做主服务器；还广泛应用于石油、气象、水利水电、航空航天及汽车轮船设计模拟、地震监测预报、环境监测分析、金融证券、生物信息处理、网络信息服务和基础科学计算等行业领域。海超级计算中心承担网格项目介绍：1、863网格重大计划：“高性能计算机及其核心软件”l本专项的主要任务是研制面向网格的每秒万亿次级高性能计算机、具有每秒数万亿次聚合计算能力的高性能计算环境；开发具有自主知识产权的网格软件；建设科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用网格；形成若干网格技术的国家标准，参与制定国际标准，一批发明专利和软件获得受理和登记。l上海超级计算中心是该网格中南北两
9、个主结点之一，构建1万亿次/秒以上计算能力的基础设施，作为网格研究试验床以及具有资源共享、协同工作能力的网格运行平台，开发气象预报、药物筛选和机械设计三项网格应用。2、上海市科委网格计划：“交通信息网格应用示范”l该项目是利用信息网格技术，建造交通信息网格平台。在该基础平台上，实施城市交通状况海量分布动态信息的高速采集和整合，协同开展中心城区交通仿真和交通分析预测，并在广泛的城市信息多媒体上展示和发布交通服务以及交通信息，使行人和车辆能预先和方便地得到实时的路况信息，大大改善全市的交通状况。l上海超级计算中心为该项目提供高性能计算资源，并承担信息网格设施环境与协议标准研究任务，负责研制信息网格
10、关键互连参考协议，提出信息网格结点接口标准建议, 研制和开发相关接口软件。以上海超级计算中心、上海大学、上海交通大学、同济大学和上海交通信息中心为主要结点，建立信息网格基础互连设施和开放的结点接入环境。3、国家自然科学基金会网格重大研究计划：“以网络为基础的科学活动环境研究”l以网络为基础的科学活动环境研究重大研究计划定位在网络计算环境的基础科学理论、综合试验平台、典型应用示范三个层次中的基本科学问题和关键技术研究，同时重点建立高能物理、大气和生物信息等网络计算环境实验应用系统。以网络计算环境中所涉及的新理论、新结构、新方法和新技术为突破口，力图实现科学理论和实验技术的原始创新。l上海超级计算
11、中心为基金委规划中的2个具有大规模计算能力的结点之一。目前，上海超级计算中心正与中科院计算所等单位共同申请其中的“网络计算环境综合试验平台”重大项目。上海超级计算中心拟重点研究“网络计算资源服务中间件”和“面向应用的问题求解系统”。4、上海市教委网格项目：“上海高校e-研究院”l本项目的总体目标是为上海高校e-研究院项目建立一个以网格技术为基础的平台，推进上海市高校的先进的、计算式科学与工程，推进上海市高校的网上合作与协同计算，为今后上海市高校的科学研究水平大步发展打下一种基础。e-研究院计划的启动，对于上海高校的意义，在某些方面，可以和e-Science相比拟。上海高校网格技术e-研究院将在
12、e-研究院中，发挥网格基础设施平台的作用。上海高校网格包含网格平台建设、网格节点建设和网格示范应用几个部分。l目前，该项目处于申报阶段。上海超级计算中心正积极参与申报工作，在提供重要计算/存储资源的同时，拟重点研究异构局部资源管理、网格门户、网格QoS与计量计费等关键技术和问题。5、上海市科教兴市重大网格计划：“上海城市网格”l上海城市网格是在因特网基础上，通过网格技术更好地整合和管理同一城市内各部门的计算和信息资源，消除信息孤岛，实现资源共享和协同工作，以构筑上海市信息化基础设施的综合体系架构，使上海市信息化提高到一个新水平。拟在集合气象预报、公共医疗卫生、电子政务和城市应急处理四个领域开展
13、网格示范应用。l城市网格的重要意义表现在：提高全市信息化资源的利用率，降低投资、运营和维护成本；提高政府的工作效率和管理水平；提高上海市企业的国际竞争力；提高科研的协作能力；提升上海市的国际地位、缩小与发达国家中心城市的IT方面差距；将上海市信息化建设从简单的物理基础设施建设推向系统综合管理与运用的高度，为上海的经济、贸易、航运等各方面的发展提供强有力的技术支持。l上海超级计算中心在上海市信息委的领导下，将积极组织并参与上海城市网格的规划和建设工作。目前，该项目处于可行性论证阶段。 国产超百万亿次超级计算机曙光5000参数介绍2008年11月24日 星期一 19:532008年对于中国来讲是不
14、平凡的一年，因为百年奥运将在我们这个有着5000年文明历史的国家举办，正当所有国人都在翘首以盼奥林匹克来临的同时，在“科技奥运”方面我们也将迎来新的篇章，那就是国产超百万亿次超级计算机的即将推出。其实在年初的时候关于国产超百万亿次超级计算机的话题已经不绝于耳，而所有的焦点也全部集中在国内高性能计算机的领军厂商曙光身上，而焦点中的焦点正式即将推出的国家“863”计划重大成果曙光5000A超级计算机。近日业界传出运算速度超过百万亿次的曙光5000A即将落户上海超级计算中心的消息，这也将曙光5000A再次推上风口浪尖。现在的曙光5000A已经不再罩着神秘的面纱记者目前了解到了曙光5000A的一些主要
15、的产品技术参数，这几个主要几个参数相信已经足以再次震惊业界！同时曙光公司表示5000A的全部技术参数也将不日全部公开！ 三高一低 震惊业界 目前了解到的曙光5000A超级计算机主要参数中，可以说每一点单独拿出来都将会震惊业界。概括的说，曙光5000A产品本身角度来讲可以用“三高一低”来形容。1、高性能超高运算速度 此次推出并交付上海超级计算中心的曙光5000A超级计算机的运算速度将超过百万亿次（设计性能230万亿次，交付使用200万亿次），Linpack值将达到160万亿次，这个速度将足以让中国高性能计算机再次寄身目前超级计算机世界前十（之前曙光4000以11万亿的速度曾经寄身世界超级计算机前
16、十，是目前中国高性能计算机的最好成绩）。2、高效能超高系统效率 曙光5000的系统使用效率将达到70%以上，Linpack值将达到160万亿次，这也是曙光5000A值得称道的一点，另外计算节点16核SMP，胖节点达到32核SMP，单核心可用内存高达128G， 实现了单节点内的多路并行也都是业界领先，这些都保证的曙光5000的超高的计算效能。3、高密度单节点4路16核刀片 此次推出的曙光5000A超级计算机首次采用了4路16核的高密度刀片系统，首次采用了单机箱40颗CPU的高密度机箱设计，这些设计也成就了曙光5000A最高密度高性能计算机的称号，这对于高性能计算这样的庞然大物来讲可以是意义非凡。
17、4、低功耗230万亿次峰值功率700KW 此次推出的曙光5000由于采用了超高密度的刀片服务器作为计算节点，以及先进的水冷散热系统，可以让曙光5000A这个巨无霸的在峰值运算时，耗电量控制在超低的700KW，而机房内的空调系统不用承担他多的负担，为我国建设节约型社会做出了很好的表现。自主创新 再创辉煌 百万亿次计算机的研究项目落户曙光是有其必然性的，曙光公司是以国家“863”计划重大成果为基础的服务器厂商。经过多年的发展，曙光公司积累了丰富的服务器产品研发、应用经验，并在天津建成了曙光产业基地，实现了国产高性能计算机的产业化生产，构建了集研发、设计、制造于一体的服务器产链。同时，公司还构建了国
18、内唯一的高性能计算机用户体验中心和可靠性测试中心，技术实力今非夕比的曙光公司，为百万亿次计算机的研制提供了强有力的工程技术和产品技术支撑。 曙光公司认为，在服务器产品同质化现象严重的今天，只有坚持自主创新才能形成产品差异化，才能构建竞争优势。而且，经济实力强劲的西方国家一直对高性能计算机的核心技术拥有掌控权，也将高性能计算机作为战略物资对外封锁。以中国为首的发展中国家，只有走自主研发的道路，不断开发自己的高性能计算产品，才能使自己不至于沦为西方国家低性能计算产品的高价倾销地。因此，在百万亿次计算机的研制工作中，曙光公司坚持一贯的自主创新战略，将多年的产品研发应用经验与科学创新精神相结合，创造属
19、于中国人自己的百万亿次计算机。 据曙光公司技术人员介绍，百万亿次计算机所面临的技术瓶颈要比十万亿次计算机更多、更难解决，其绝对不是简单的数字叠加就可获得，而是要从体系结构、处理器、互联芯片到组装工艺都有重大创新，甚至到每一条连接线路都要经过反复的论证。具体到曙光5000A，就是必须要解决一系列的世界级高性能计算机研发难题。比如，上千个客户端如何在多用户并发访问模式下保持稳定的I/O性能；面对众多核心，操作系统如何容忍单个处理器故障，怎样支持节点之间的隔离；如何改造现有算法，并利用并行编译技术使应用与百万亿次计算机的体系结构相适应，以达到近万个处理器的可扩展性等等，这些都是国际学术界和企业所共同
20、面对的难点，而现在通过曙光众多技术工程师的共同努力这些技术难点已经一一突破，迎来了曙光5000A的诞生。应用为先 需求定制 曙光5000A将百万亿次计算机带入了人们的视野，然而普通民众却认为，高性能计算机是象牙塔内束之高阁的观赏品，是科研人员舞文弄墨的工具。其实，高性能计算机的应用广泛的渗透到了我们日常的工作、生活中，它把专业应用软件与现代计算技术相结合，为各应用行业提供相关的数据检索与计算服务，在各领域中都产生了巨大的经济效益和社会效益。本次曙光研制的曙光5000百万亿次计算机也是以应用为前提，只有具体的应用需求才能催生高性能计算机产业的发展。在将来，我国高性能计算机产业还将以行业应用标准为
21、重点，陆续推出高性能计算机在电信、石油、生物、气象等行业方面的应用标准，将产品研发与应用系统化、规范化，形成良好的高性能计算机产业环境。所以对曙光公司而言，单纯的运算速度并不其所追求的目标，在高性能计算领域所体现的科技实力，和为中国国家竞争力所带来的增值，才是曙光公司研制百万亿次计算机的出发点。曙光5000高性能计算机详细介绍ZT cnbeta曙光5000A高性能计算机是国家863计划高性能计算机及其核心软件重大专项支持的研究项目,是面向网格的高性能计算机,可以为网格提供计算服务,同时也是面向信息服务的超级服务器,可以提供多目标的系统服务.曙光5000A采用网格技术,体系结构以构件性(Comp
22、onent)、标准性(Standard)、协作性(Coordinate)为基准,采用服务化(Service)、安全化(Security)、专业化(Specialization)、智能化 (Intellengce)的3SI技术路线.曙光5000A的第一套超大型系统将于08年11月份落户“上海超级计算中心”,该系统的计算节点机采用四路四核AMD Barcelona (主频2.0GHz)处理器,每个节点64GB内存,胖节点机采用八路四核AMD Barcelona(主频 2.0GHz)处理器,每个节点128GB内存,整个系统由1650个节点组成庞大机群,共有6000颗CPU与100T海量内存,其理论浮
23、点峰值为每秒 230万亿次,采用20GB,延迟小于1.3us的Infiniband高速网络进行互联,采用了WCCS + SuSe Linux 双操作系统.曙光5000A已成功运行证券指数计算、电力安全评估、建筑工程抗震性评估、天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、汽车碰撞、电磁辐射、计算流体力学、基因匹配与拼接、蛋白质结构分析和材料科学等领域的20多项应用.作为面向国民经济建设和社会发展的重大需求的网格超级服务器,曙光 5000A适用于各种大规模科学工程计算、商务计算.在大规模科学工程计算方面,可以担纲电力电网安全评估、汽车碰撞、电磁辐射、石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发利用、各类航
24、天器及飞机汽车舰船设计模拟、各类大型建筑工程安全性评估、生物信息处理等重任,在大规模商务计算方面,它可以为证券、税务、银行、邮政、社会保险等行业和电子政务、电子商务等提供服务.在大规模信息服务方面,它可以在各类游戏网站、门户网站、信息中心、数据中心、流媒体中心、电信交换中心和大型企业信息中心中发挥作用.对基于海量存储的数据大集中应用,完全兼容32位计算的具有64位地址空间的曙光5000A网格超级服务器更可大显身手.同时曙光 5000A还可以广泛的应用于信息服务,电子政务,网络游戏等商业应用.在这些领域,曙光5000A可以广泛作为Web服务器,应用服务器,数据库服务器.曙光5000A可以在1秒钟
25、内是实时完成10000个5000万瓦以上的并网发电机组,和22万伏变电站构成的全国电网的电力安全评估,为避免类似美加大停电的电力故障提供决策支持,保证供电系统的稳定.曙光5000A可以在30秒内完成上海证交所10年的1000多支股票交易信息的200种证券指数的计算,能够实时提供金融衍生产品.曙光5000A可以在3分钟内,可以同时完成4次36小时的中国周边、北方大部、北京周边、北京市的2008年奥运会需要的气象预报计算,包括风向、风速、温度、湿度等,精度1公里,即精确到每个奥运会场馆.曙光5000A可以在6分钟内,可以同时完成20次上海黄埔江过江隧道三维结构的地震数值分析的计算,能够精细评估隧道
26、的抗震性能.曙光5000A系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算(230TFLOPS),LINPACK运算速度超过每秒160万亿次浮点运算,是目前国内速度最快的商用高性能计算机系统.曙光5000A使中国成为继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家,也表明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到世界先进水平.该系统在大规模机群计算和网格使能技术方面有所突破,形成了鲜明的技术特色,将我国通用高性能计算机系统的研制水平提升到一个新高度.(1)突破230万亿次峰值运算能力曙光5000A采用国际高性能计算机主流的机群结构,整个系统规模达到1650 个节点,每个节点为4CPU的
27、4核SMP系统,采用AMD Barcelona 2.0GHz处理器,峰值运算速度为230TFLOPS.整个系统通过两套网络互连,包括Infiniband、千兆以太网.系统的主要配置如下:230T FLOPS峰值运算速度6600个CPU1650个结点100TB内存700TB存储两套互联网络曙光Gridview机群软件(2)高密度对于大规模高性能计算机系统而言,如何提高系统密度并降低功耗是研制人员面临的关键问题之一.为提高曙光5000A的系统密度,中科院计算所联合曙光公司, 研制了具有自主知识产权的4CPU 4核高密度刀片主板和基于该主板的世界上第一款7U高度的10片4路4核64位CPU的工业标准
28、刀片服务器.该刀片服务器可以实现单机箱 40CPU,160核的超高计算密度,并实现了单节点内部的并行计算.(3)全自主中科院计算所联合曙光公司自主设计了包括主板,体系结构,刀片服务器,刀片机箱系统,网络交换系统,水冷散热系统在内的全部系统.曙光5000A的设计也完全符合中国刀片服务器标准.在自主创新的研制过程中,曙光在业界实现多个第一:首次实现了4路16和的高密度刀片系统,首次实现了单刀片机箱40克CPU的高密度机箱设计,首次实现了基于DDR的Infiniband的交换结构,实现了20GB高速互联和小于1.3us的低延迟.首次采用了水冷散热系统,降低了高性能计算机对机房系统的要求,降低了系统功
29、耗.(4)高效能由于采用高密度服务器,曙光5000A能大约75平方米的占地面积内聚集230万亿次的计算能力,而其满负载运行时不带水冷系统功耗只有700千瓦,代水冷系统的功耗仅为1000千瓦.这一方面提高了机群系统的可扩展性,另一方面降低了整个系统地运行成本.(5)高速互联曙光5000A采用基于DDR的 Infiniband高速网络实现计算网络和存储网络合一.实现了20GB的节点间传输速度,实现业界最快的小于1.3us延时.(6)应用广泛曙光5000A不仅可以应用于高性能计算,还可以应用于信息服务,电子政务,网络游戏等常见商业应用.在高性能计算领域,曙光5000A可广泛运行证券指数计算、电力安全
30、评估、建筑工程抗震性评估、天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、汽车碰撞、电磁辐射、计算流体力学、基因匹配与拼接、蛋白质结构分析和材料科学等20多个应用领域.在商业应用方面,由于曙光5000A使用Suse Linux 和 WCCS ,可广泛运行目前Linux和Windows下的主流的行业软件.曙光5000高性能计算机介绍(7)节能曙光积极响应世界环保组织节能减排得号召,在曙光5000A中采用了多项节能措施,使曙光5000A在满负载运行时不带水冷系统功耗仅700千瓦,带水冷系统的功耗仅为1000千瓦.采用了低功耗的CPU,每年节电55万度采用了低功耗的内存,每年节电5万度采用了刀片结构,电源
31、效率优化,每年节电100万度采用了水冷散热体系,每年节电200万度采用了曙光自主研发的自适应功耗管理软件, 每年节电200万度(8)高效冷却系统曙光5000A首次采用了水冷系统,通过使用水冷系统,降低了高性能计算系统对客户机房的要求,同时提高了冷却效率.水冷系统的设计实现了水电分离,保证了系统的安全性.同时水冷系统还包括备份的被动散热系统,可以在水冷失效的情况下保证系统的正常运行,提高了系统的稳定性.(9)高性价比通过选择AMD Barcelona和自行研制的主板,曙光5000A的价格优势更是十分显著,是新型信息化思路的产物,能大幅降低高性能计算机的成本,使曙光5000A具有很好的性能价格比.在曙光5000A的研制过程中,曙光公司延续了以往艰苦奋斗的精神,使得曙光5000A具有极高的性能价格比.实现230万亿次的计算速度的曙光5000A总造价约2亿元.(10)自主创新的管理软件在大型机研制过程中,曙光不仅追求最快,同时也在系统管理方面最求完美
