蘭州大學作為一所具有百年建校歷史的高等學府，其在基礎研究領域優勢明顯，曾創造出了化學“一門八院士”、地學“師生三代勇闖地球三極”、中科院“蘭大軍團”、隆基蘭大合伙人等享譽國內外的“蘭大現象”。作為教育部直屬的全國重點綜合性大學，蘭州大學于2017年入選教育部世界一流大學建設名單，并且有4個學科入選世界一流學科建設名單。
高性能計算作為繼理論科學、實驗科學之后的第三大科學研究范式，在蘭州大學的學科建設和發展過程中，被賦予了重要的角色。學校在2006始建了校級高性能計算平臺，給各學院的教師提供了強有力的科研支撐，讓學校高性能計算領域的研究步入正軌,隨著高性能計算在蘭州大學的深入應用，必將在推進學?！半p一流”建設的過程中發揮其關鍵作用。
HPC分散搭建 “應急之策”顯露諸多弊端
由于學校校級平臺沒有可持續發展，后期導致各學院開始自購建設高性能計算集群。但經過多年的應用實踐，這種分散建設高性能計算集群的模式，雖然在一定程度上滿足了當時各個學院急迫的科研需求，但是伴隨各學科應用深度和廣度的逐漸增大、交叉學科研究以及蘭州大學整體教學、科研的長遠發展，逐漸面臨諸多挑戰。
首先各學院自主建設使得全校高性能計算平臺不僅整體擁有成本（TCO）難以下降，同時校級高性能計算平臺資源也無法得到充分使用。其次，各學院計算平臺難以實現全校整體高性能計算資源共享，不僅帶來了計算資源的浪費，同時也無法完成計算資源的彈性部署，從而讓各學院對高性能計算資源的個性化需求得不到滿足。與此同時，學院獨立建設的模式，導致各學院還要承擔高性能計算平臺的設備運維工作，這不僅直接增加了平臺的人力成本，同時也增加了各學院的管理成本。
此外，自主建設模式在高性能計算系統采購過程中，沒有做到全校一盤棋統籌，導致高性能計算相關的設備采購成本及運維成本居高不下。鑒于這些現實問題，2019年蘭州大學亟需統籌規劃全校的高性能計算中心建設，構建全校統一校級高性能計算平臺。借助集約化的優勢，不僅能夠整體降低學校高性能計算平臺運維成本，同時，也會因學校議價能力的提升，從而獲得更高性價比計算資源。
華為方案“賦能”蘭大高性能計算平臺勝任多種科研應用場景
本次蘭州大學建設的高性能計算平臺在原有機房上進行小規模的改造，高性能計算機房采用華為FusionModule2000智能微模塊數據中心，將供配電、制冷、監控、機柜、通道和布線系統有效融合，同時FusionModule2000智能微模塊引入AI技術，通過iPower、iCooling和iManager，降低系統能耗，整個數據中心PUE＜1.4。在超算中心建設之前，華為與蘭大超算中心老師共同調研了學校20多個專業的應用軟件和計算環境，發現蘭州大學計算環境既有傳統物理、化學、材料專業的科學計算，如WRF、VASP、Matlab、Gaussion等，也包括人工智能TesorFlow框架訓練等AI應用，所以本次方案設計時采用華為FusionServer X6000服務器搭建通用計算節點；選用華為四路、八路服務器作為胖節點滿足氣象數據同化、三代基因測序等應用對于多線程、大內存的計算需求；另選用GPU計算節點滿足人工智能應用加速，整個高性能計算平臺計算能力達到1200萬億次，在西部高校的高性能計算平臺中名列前茅。蘭州大學高性能計算平臺于2020年6月中旬開始初步試運行，上線一周整個集群使用率已經達到65%，未來蘭大超算將支撐更多的科研項目在計算平臺開花結果，同時作為西部較大規模的高性能中心，也將輻射周邊院校，推動甘肅乃至西部地區高性能計算應用水平的提升。
蘭州大學大氣科學是蘭州大學四個雙一流學科之一，在國內大氣科學具有領先地位，蘭州大學與華為公司在2019年簽署《鯤鵬聯合創新中心合作協議》，共同探索鯤鵬服務器在WRF模式下的應用優化，推進鯤鵬生態建設。鯤鵬計算集群作為蘭州大學計算集群的一部分資源，現在已經成功的運行WRF等大氣模式，并且性能良好。
利用容器技術打造“簡管理、均資源、降成本”超算平臺
在高性能計算集群建設調研期間，蘭州大學超算中心將高性能計算領域常用的Matlab、VASP、WRF、PISM 以及COMOSOL，五種應用分別部署到聯科提供的容器環境中，通過具體算例的運行時間（秒）來驗證了五種軟件在基于容器的集群和物理機集群上的運算時間相差無幾。
同時針對蘭州大學對全校高性能計算平臺建設提出的要求，聯科利用自身在高性能計算累積的十余年經驗提供了“基于容器的HPC解決方案”。該方案不僅可以滿足蘭州大學各學院不同的科研應用需求，實現了每種應用場景無需對操作系統、庫、編譯器等進行依賴和單獨設置實現而且不用改變不同用戶對計算集群的使用習慣，，使得學校超算中心在平臺管理、計算資源調度以及成本管控等方面得到了徹底的提升。
通過這次的建設，全校計算資源“一盤棋”，統一運管實現了“簡管理”。整套平臺的建成，不僅從根本上解決了各學院自建計算平臺后的管理問題，而且通過對平臺使用者的身份認證、審批、權限控制、配額信息管理、用戶組及用戶成員關系等管理，幫助學校實現計算平臺的科學化管理和規范化運維。
伴隨著蘭州大學高性能計算平臺項目的實施完成，華為公司一方面依托自身在高性能計算領域的技術優勢，另一方面憑借自身對教育行業高性能計算需求痛點的深刻洞察，讓平臺最終為蘭州大學高水平科學研究、前沿科技探索、創新型人才培養提供了良好的支撐和保障，加速助力學?！半p一流”建設。
華為在教育領域的深耕，勢必會激發人才培養與科研創新的無限可能?！?020全國高校HPC公共服務平臺建設研討會”即將開幕，讓我們一同突破計算邊界，共享更好未來。
