近日,中國高性能服務器領導廠商浪潮成功簽約中國科學院南海海洋研究所,浪潮天梭TS10000高性能計算集群將為南海海洋與大氣數值模擬提供高性能高可靠的超級計算平臺,從而提高南海近海風暴潮的預報精度,更大限度的降低風暴潮給南海近海居民造成的經濟損失、人員傷害等,并同時為我國的南海艦隊出行提供有針對性的氣候預測參考,從而為我國南海領域筑起一道安全屏障。
中國科學院南海海洋研究所是我國規模最大的綜合性海洋研究機構之一,重點研究熱帶邊緣海海洋水圈-地圈-生物圈圈層結構及其相互作用特征與演變規律,探討其對資源形成和環境變化的控制和影響,發展具有南海特色的熱帶海洋資源與環境過程理論體系和應用技術,并根據我國實施“科技興海”戰略和維護海洋權益的需求,以南海區域海洋過程的理論創新為重點,推動海洋應用技術的重大突破,開展海洋礦產資源勘查、海洋生物資源利用、海洋工程環境與軍事環境評價和預測等方面與經濟建設和社會可持續發展相關的重大科學問題研究和成果轉化,為發展我國海洋經濟和維護海洋權益做出基礎性、戰略性和前瞻性貢獻。
浪潮天梭TS10000高性能計算集群將為中國科學院南海海洋研究所的“南海區域實時海氣數值預報試驗平臺”提供服務。該平臺主要對南海及周邊區域的大氣狀況進行72小時(短期)和15天(中期)的預報,海洋環流模式采用較高分辯率的三維風暴潮模式,并利用內區域大氣模式所預報的風場和氣壓場作為海洋風暴潮模式的外強迫場,進行48小時的風暴潮預報。該試驗平臺實現網上實時自動獲取模式初始場和邊界場所需的各種分析資料,并每隔6小時自動運行一次,及每天可做02、08、14、20點4次的預報。“南海區域實時海氣數值預報試驗平臺”曾多次準確預報了臺風、風暴等自然海洋災害,如超強臺風“凡亞比”、“鮎魚”的強度、移動路徑等,為國家和南海沿海居民降低了經濟損失和人員傷亡。“南海區域實時海氣數值預報試驗平臺”的建立,為研究南海海洋環流與渦漩、海洋內部混合及海氣相互作用機理等提供重要的診斷分析手段,為南海海洋所“十二五”承擔的“973”國家重大科技攻關項目“南海海氣相互作用與海洋環流和渦旋演變規律”的順利開展和實施提供必要的技術支持與保障,亦為今后發展完全耦合的高分辨率海-氣-浪耦合模式和實時資料同化系統打下基礎。
南海區域實時海氣數值預報試驗平臺
為做好本次系統建設,南海海洋所的技術專家針對應用需求、系統建設等組織了多輪論證研討,考慮到研究業務和系統的安全性及重要性,項目確定了以國內高性能計算廠商建設為主的思路,專家們要求參與該項目的國內高性能計算廠商必須具備同等經驗的高性能計算系統建設、軟件應用的經驗,且最好能有實際應用案例,尤其在海洋與大氣領域要具備非常豐富的能力和經驗。在這個原則下,南海海洋研究所的專家深入考察了多個國內高性能計算廠商,組織了高規格、高要求的方案遴選,最終專家一致選擇了浪潮中標。那么浪潮具備哪些優勢從各廠商中脫穎而出,最終承擔起建設預測南海海洋氣象的高性能計算系統的大任呢?
1 豐富的超級計算系統建設及海洋氣象領域應用經驗
十一五期間,浪潮參與了國內多臺千萬億次超級計算機如國家超算天津中心“天河1A”和國家超算濟南中心“神威藍光”的研發工作,積累了豐富的尖端研發經驗。浪潮為清華大學定制設計的172萬億次“地球系統模擬器”是中國研究全球氣候變化的重要超算平臺并已完成IPCC AR5的計算任務,浪潮為中國海洋大學建設的超級計算機幫助科學家在海洋環境與氣象研究領域取得了豐碩的研究成果。南海海洋研究所的專家在實地考察清華大學以及中國海洋大學的超級計算系統后,對浪潮的超算系統建設技術水平與領先的應用能力給予了高度評價。
2 高性能高可靠,總體設計性能超百萬億次
浪潮為中國科學院南海海洋研究所提供的這套超算系統總體設計性能超過百萬億次,一期系統建設計算能力達到50TFlops存儲容量達到400TB。
整體集群大規模部署浪潮高密度刀片服務器NX5440,采用性能強勁的Intel Sandybridge系列處理器,每臺刀片機箱可支持20個雙路刀片節點是業界最高計算密度的HPC刀片,同時支持雙路和四路刀片混插,支持內置冗余Infiniband 高速交換模塊、冗余以太網交換模塊、冗余管理模塊、所有電源風扇模塊支持冗余熱插拔,企業級的領先設計使得刀片服務器在高性能的同時還具備了最高的可靠性有效避免系統故障。
集群采用浪潮自主研發的八路服務器TS850做為胖節點,支持八顆E7-8837處理器,支持硬件分區,同時最高支持至2TB內存,滿足用戶最極端的計算需求;集群采用浪潮專業化存儲構建浪潮并行文件系統,采用雙RAID架構設計,元數據和對象數據物理分割,充分保證穩定性和用戶數據安全,存儲帶寬大于每秒3GB/s;計算網絡則采用QDR IB全線速互聯計算網絡,延遲表現優異,千兆集中管理網絡,獨立IPMI網絡;另外配置浪潮專業定制化的集群管理調度軟件解決方案,集中監控調度集群各種資源狀態。
3 重視應用,定制專屬應用軟件,滿足海洋大氣應用嚴苛要求
浪潮始終把客戶應用需求擺在第一位,考慮到用戶對于海洋氣象應用的需求,浪潮與氣象科學家共同研發數值天氣預報軟硬件一體化解決方案,在浪潮提供的高性能計算集群系統上,專門為氣象用戶提供了“數值模擬支撐系統”的應用軟件,使得整體系統應用效能大幅提升。同時,浪潮還將發揮浪潮-Intel并行計算聯合實驗室的技術優勢,將最新的MIC融核技術應用到數值氣象模擬軟件的前沿研究中。
浪潮具備大型超算系統的構建和運營經驗,并提出高性能高可靠的軟硬件一體化解決方案,在此基礎上為用戶按需定制專業應用軟件,重視用戶的應用需求。此次浪潮為南海海洋所建設大型超算系統,是浪潮在海洋氣象領域的又一次重大突破,浪潮將繼續為我國的海洋大氣研究,為科技興海戰略等提供更好的方案和服務。