华为高性能计算解决方案案例集-教育

助力多伦多大学生态建模实验室开展尖端科研多伦多大学是一所世界知名的研究性大学，位于加拿大安大略省的多伦多市，始建于1827年。多伦多大学在权威的U.S.News世界大学排名体系中排第16位。客户挑战需要实施贝叶斯推理技术和其他不确定性分析和参数采样（马尔可夫链蒙特卡洛，拉丁超立方）方法的尖端研究尖端科研工作对内存和存储容量有特别要求现有HPC设施无法满足性能要求解决方案客户收益基于大内存容量，综合分水岭-容纳水体模型的四维（空间和时间）空间模拟计算研究可以执行仿真计算周期从10天优化到4个小时FusionServer8100V3（8*IntelXeonE78880v318核CPUs)作为HPC胖节点1TB内存容量,3*7.2KSAS硬盘&4*400GBSSD盘华沙大学ICM学院高性能平台客户挑战现有高性能计算设备不能满足性能和业务需求系统建设周期长、管理复杂将来向云演进，能便捷的提供商业服务和内部使用解决方案15框E9000刀片服务器,240台CH121v3刀片,搭载Intel最新的HaswellE5-2697V3CPU全线速的FDRInfiniband网络Lustre并行文件系统存储客户收益理论计算性能达到279.5TFLOPS绿色节能：2935.85Mflops/Watt对云和高性能集群做统一管理，可由物理集群向云无缝演进2012年在欧盟资金支持下，PL-GRIDPlus项目成立，目标在3年内建造一个为波兰和国际科学研究和商业应用服务的HPC平台，使用在13个领域：AstroGrid-PL，HEPGrid，纳米技术，声学，生命科学，量子化学和分子物理学，生态学，SynchroGrid，能源部门，生物信息学，健康科学，材料，冶金。英国纽卡斯尔大学高性能计算系统客户挑战客户收益解决方案计算数据迅速增长：单计算节点内存容量要求>512GB，总体计算性能要求>88TFlopsI/O读写带宽要求>1GB/s生物信息学领域新药研发领域分子动力学模拟领域存储计算网络华为HPC解决方案快速部署

计算、网络、存储一体化，业务部署减少至3天简易管理统一管理，极大减少维护工作量平滑扩容

方案易扩展，减少后续扩容成本，满足未来5年扩容需求以E9000刀片、S5500T存储、全10GE高速网络、华为FusionCluster集群管理软件、Lustre高性能并行存储为基础，提供HPC方案。All－In－One的HPC模块化解决方案，满足客户后续的扩容需求项目已经分期交付四期，系统已平滑扩容至122节点“华为计算、存储、网络一体化的高性能解决方案令我们感到非常满意，在填补学校无高性能计算集群的同时，又以良好的整体性价比满足了业务需求，且非常容易扩展。这正是我们所需要的解决方案。”---JasonBain，纽卡斯尔大学IT基础设施与架构副主任JasonBain清华大学天文物理高性能计算平台清华大学是当代中国最著名的学府之一，前身是清华学堂，始建于1911年。清华大学在U.S.News全球综合类高校榜单中排名57，全球工程类高校榜单中排名第1。客户挑战清华大学天体物理中心开展宇宙结构起源课题研究。宇宙早期中性氢的辐射需要高性能计算系统进行大规模数值模拟及结果分析。模拟应用程序跨节点运行效率低下，因此需要具备大容量共享内存、计算能力强大的单节点高性能计算系统。解决方案启动模拟宇宙大尺度的再电离过程计算（1024^3格点，边长3亿光年的立方体模拟空间）满足清华用户未来5到10年的科研课题计算资源增长需求1台华为KunLun超级计算机，初始配置16个处理器共256个计算核心和4TB内存，最大可扩展至32个处理器和24TB内存。1台OceanStorV3用作天文科研数据的存储系统，初期配置180TB存储容量，性能和容量可弹性扩展。配置工作简便，只需5步40秒内即可完成，扩展容量仅需2步操作，15秒内即可完成。客户收益北京交通大学一代HPC平台用户logo应用场景图1、第一选择：客户实景图，包括建筑大楼、机房、布局图等代表图片2、第二选择：客户所在行业/城市代表图片客户挑战缺乏统一的HPC计算资源规划，“课题驱动”模式，导致HPC计算资源分散，缺乏高效统筹机制；软件部署难度大，存储成本高，传统方案的后续扩容不够灵活；日益增长的CAE仿真与数学工程计算需求解决方案华为HPC一站式解决方案，采用88个E9000刀片节点＋4路机架服务器RH2485V2＋RH2285V2服务器，承担图形加速、浮点运算、并行运算加速等任务；华为高性能集群管理软件提供了丰富的策略管理能力，包括几十种的任务和资源调度算法，支持用户自定义调度算法；还提供了便利的安装部署工具；采用Lustre并行文件系统，存储容量可扩展到PB级别，满足客户未来5年扩容需求。客户收益华为HPC一站式解决方案实现了系统整体性能的显著提升，整体计算性能达到30.5TFLOPS，提升原系统性能80％；计算资源统一规划，提高设备利用率，避免重复性建设，节约资金和维护成本；软硬件一站式交付，大幅缩短部署周期。良好的可扩展性满足未来十年的扩容需求通过800核（40台）的RH1288机架服务器+10GE的网络交换机组成HPC系统，把现网的串行计算替换成并行方案。使用高端存储远程容灾方案满足性能和可靠性需求，在Istanbul主站点配置4控Oceanstor18800，在灾备站点Ankara配置2控Oceanstor18800，站点间远程复制；通过分级存储优化系统性能。提供本地优质原厂服务。解决方案现网的串行计算模式满足不了日益增长的业务需求。现网友商存储产品可靠性、性能和扩展性差，出现严重的数据丢失事故。友商原厂服务响应慢。客户挑战并行计算，计算性能提升8倍。高性能和高扩展，满足目前用户从20万增长到250万的存储需求，支持扩展到16控制器，满足业务将来五年的增长需求。数据高可靠，一站式解决方案，有效降低TCO。客户收益土耳其ITU大学高性能气象分析平台土耳其伊斯坦布尔技术大学成立于1773年，是全世界成立最早的工程类高校之一，同时在土耳其也是最知名的工程类院校。现有25000名学生和2200名教学人员（其中教授有430名），在伊斯坦布尔有5个校区，下设12个学院、5个研究所、2个高等教育培训学院。

该校为土耳其农业部研究农业信息化项目，通过卫星收集和分析各地温度，湿度，地形等信息给农民提供各项农业指标，使用高性能计算将收集到的海量信息处理成报告和预测信息等。并且业务在不断增长，需要高效的并具有良好扩展性的计算和存储平台。解决方案YTU大学专注于工程科学，数值模拟工程科学问题中广泛用到的有限元法的并行计算，需要极高的计算平台来支撑。现有的单机模式计算量小，完成一个模拟运算时间长，较复杂的运算则基本无法进行，很大程度上制约了学校的研究进展。客户挑战客户收益土耳其YTU大学高性能计算平台YildizTechnicalUniversity（YTU）始建于1911年，是伊斯坦布尔的七所公立大学之一，也是土耳其历史最悠久三所大学之一，前身为1882年成立的YildizUniversity。YTU专注于工程科学，三个校区有超过17000学生在读，是土耳其最突出教育机构之一。YTU大学通过此系统提高该校在科研领域的实力，同时为该校科技园内的企业提供各种所需要的高性能计算资源。计算采用256台华为RH2288V2双路机架式服务器作为计算节点，计算峰值能力达90TFlops，10台RH5885HV3+40NVDIAK20XGPGPU作为加速节点，提供57.5TFlps峰值浮点加速能力。存储系统采用1台OceanStor18000，提供300T数据存储能力，6台RH2288V2运行商业Lustre软件提供高性能并行文件系统。采用QDR40GE网络，保障数据的高速通信。华为高性能计算平台提供了超强的计算性能，提升科研效率80％端到端提供，统一管理，使得后期的维护费用降低30％。客户挑战数据中心整体电力消耗已达到MW级（1000kW），随着计算集群的持续新建，巨大的能耗费用将成为沉重的负担，降低超算中心的能耗和整体TCO是PCSS需要解决的问题。有限的机房空间需要支撑长期的部署，未来5年内PCSS计划将计算集群规模提升至100PF的宏伟目标。需要寻找更高密的集群部署方案，有效利用机房空间。波兰PCSSTOP80

HPC集群解决方案提供E9000超高密液冷计算解决方案，通过52U定制化机柜支持一柜四框E9000，实现机房空间高效利用，降低能耗。18个机柜E9000+CH121V3实现强大计算能力，三层网络交换架构，部署IB56Gb高速互联网络。部署高效可靠的板级温水冷却方案，不仅实现可靠散热确保系统运行，而且有效降低能耗和TCO。客户收益HPC集群总体计算能力达到1.4PFlos，成功进入全球TOP500榜单，成为TOP80的HPC集群（名列79）。HPC集群冷却PUE降低至1.05，功耗降低10倍，电量降低38%，每年节省电费37万欧元。关于PCSSPCSS，波兰波兹南超算中心，是波兰国家级超算中心，定位于波兰信息化科研基础设施（e-Infrastructure）的中心。PCSS计划于2016年将集群计算能力提升到1.4PFlops，2020年到100PFlops，成为欧洲领先的超算中心。目前新增存储需求达到50PB每年（1PB约为100万GB），而且这个数字每年还增加15%。现有数据中心的运营和维护费用高，成为发展的严重负担期望计算平台的性能、部署密度和能耗控制能够满足未来4年的规划。客户挑战X6000provides4nodeswithin2Uchassis,eachnodeequippedwith2latestIntelXeonE5-2650V4processor,4*32GDDR4memoriesand2*1.2TBSSDHDDs.1500nodesofHuaweiHigh-densityServer(XH321withX6000chassis)isusedforprocessingofphysicsdata,andbedeployedin2017Q1.解决方案欧洲核子研究中心（CERN）“螺旋星云”科学云计算平台欧洲核子研究中心（CERN）成立于1954年，现有22个成员国。是当今世界粒子物理前沿研究领域的领跑者，拥有世界上最高能量的大强子对撞机等全系列的粒子加速器系统，是目前唯一一家拥有联合国大会观察员资格的国际前沿基础研究组织。客户收益Optimalperformance:rankedNo.80inTOP500(releasedonNov2015)Energysaving:PUE=1.1,80%oftotalITloadmanagedbyDCLC，LowerTCO埃及亚历山大图书馆数字化科教平台解决方案提供基于X6800系列高密服务器的华为HPC解决方案16套X6800高密服务器，X6800在4U空间内可搭载8台XH620V3，HPC集群理论浮点运算性能达到118Tflops配置IBQDR40Gb计算网络，支持集群计算数据高速传输Oceanstor5500V3用作系统存储

，提供总计288TB存储容量客户收益机房的机柜部署密度提升33%，减少机房占地面积和能耗使用通过X6800服务器的性能调优，实现系统整体能效额外提升7%集群后续扩展能力强，网络配置支持集群节点数量可扩展至3倍以上，存储系统可以扩展至4.5PB客户挑战为了满足科研领域的各种学术教育研究及发展，亚历山大图书馆和埃及信息技术部寻求部署高性能计算集群，满足生物计算、数据挖掘、物理仿真、天气预报、油气探测等各种应用的海量计算需求。埃及亚历山大图书馆是世界上最古老的图书馆之一，占地面积8万5千平方米，馆藏书籍400万卷，资料丰富且久远，是人类知识生产和传播的智慧中心，是世界多样文化展示和各民族群体互相对话、学习和理解的重要场所，被誉为是世界看埃及和埃及看世界的窗口。土耳其学术网络与信息中心高性能平台应用场景图1、第一选择：客户实景图，包括建筑大楼、机房、布局图等代表图片2、第二选择：客户所在行业/城市代表图片客户挑战土耳其学术网络与信息中心的主要业务是为全国提供计算环境和服务，涉及科研、教育等各种应用计算数据呈指数级增长，当前HPC平台难以满足用户处理需求现有的网络速率低，影响计算效率和服务质量解决方案使用华为128台RH1288V2机架服务器，对现有HPC计算系统进行扩建通过Infiniband网络进行计算节点间互联，提供56G的节点间带宽，构建无阻塞的高速计算网络利用现网的供电、制冷资源，平滑扩容客户收益计算能力扩展4倍，服务能力极大提高，满足日益增长的用户需求计算网络能力的提升，使得计算效能和用户效率都得到大幅提高充分利用了现网资源，大量节约了扩容成本智利CASSACA南美天文中心高性能平台客户挑战高性能和高带宽存储系统满足计算过程中IO需求，易于扩展。大容量存储空间归档数据，易于扩展。为数据处理提供高性能计算资源。整个系统易于部署，并集成监控、告警、消防和访问控制系统。

解决方案8RH1288v3计算节点(E5-2680v312core,2.5GHz)4RH2288v3Lustre节点2RH2288v3SANIO节点每节点128GBDDR4FDRInfinibandS5600T存储系统,560T容量客户收益采用IDS集装箱方案实现快速交付和节能。Lustre文件系统提供高性能和高带宽存储系统，易于将来扩容。SAN存储系统提供大数据归档系统。提供来至ALMA的数据处理和存储中国总理李克强和智利总统出席中智联合天文数据中心签字仪式CASSACA中科院南美中心处具有世界最佳天文观测条件ALMA——“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜”，最初计划由欧洲南天天文台出资50%，美国和加拿大共同出资50%建造，后来陆续有多个国家和地区机构加入。建造和操作工作由美国国家射电天文台和欧洲南天天文台共同负责。全部建设完成有66台天线，是世界上最强大的射电天文观测设备。采用60台华为TecalRH2288服务器作为计算节点，系统的峰值数据处理能力为20TFlops。采用华为OceanStor部署分级存储系统，存储容量达500TB采用华为的All-In-One一体化HPC解决方案，模块化部署，满足后续灵活扩容需求解决方案计算数据迅速增长，学院现有的计算能力无法满足计算的要求现有的数据存取速度慢，极大影响整体的计算性能计算和存储需求不断增长，系统的扩容难度大客户挑战整体性能提升80%;数据存取速度提升70%;满足未来10年系统扩容需求客户收益中国国家地震局防灾科技学院高性能平台“华为提供了全套的端到端高性能计算解决方案产品，具有高性价比、低功耗等特点，不仅满足了我们地震前兆监测中数据实时接收、快速读取、大规模运算的需求，还具备良好的可扩展性”----防灾科技学院宇宙运行模拟计算多部门访问文件系统，需GB级高速带宽；现有IT系统数据共享困难，存储空间利用率不高；系统可靠性急待提高，以保障业务正常运转。客户挑战“华为提供的是一个所有人都可以并行访问的存储空间，减少空间损耗，同时提升系统可靠性和稳定性。”----林伟鹏，上海天文台首席科学家上海天文台HPC存储系统部署8个OceanStor90