高性能计算平台建设的探索与实践

清华信息科学与技术国家实验室(筹)建立高性能计算平台,为信息及其他相关科研领域提供平台支撑。高性能计算平台建设既是开展技术创新的过程,也是探索开放共享服务体系和机制创新的过程。文章从建设实践出发,围绕"开放、共享"的平台建设原则,从平台建设的必要性、资源管理、开放服务、机制创新等方面阐述高性能平台建设的做法和经验。

高性能计算平台预付费管理系统的研制与应用

研制高性能计算平台预付费系统是平台建设和管理的重要内容之一。从平台建设实际需要出发详细阐述了预付费系统研制的必要性、系统构建及功能实现。目前,预付费系统已经应用于清华大学的"探索100"百万次超级计算系统,实现了用户计费管理、费用查询及权限控制的自动化。

HPMR：多核集群上的高性能计算支撑平台

HPMR是建立在多核集群上的高性能计算支撑平台,它继承并改进了MapRedcue并行编程模式,使其适合高性能计算需求.HPMR让并行程序的编写和运行变得非常简单,同时又保持很高的性能.HPMR的实用功能不但使并行程序变得易于扩展和移植,而且增强了并行程序的健壮性.

百万亿次集群系统的设备管理与系统运维

清华信息科学与技术国家实验室(筹)高性能计算公共平台是清华大学校级公共服务平台之一。建立完备的设备管理方法及高效的系统运维模式是高性能计算平台管理的最基础工作之一。采用自动化与人工管理相结合的方式,建立了完善的设备管理制度保证整个集群设备安全运行;在集群系统运维中,自主开发了集群机自动检测及修复系统,实现了无人值守系统运维模式,保证集群系统的稳定性。目前,设备管理与系统运维系统已经应用于清华"探索100"百万次超级计算系统,为校内外用户提供了稳定、高效的高性能计算环境。

关于广泛开展高性能计算课程的教学探讨

高性能计算的广泛应用,说明开展高性能计算教学的必要性。根据开展高性能计算课程教学的可行性,提出了课程的基本教学方法:用PC机组建计算网络以及基于移植性较强并提供免费技术支持的MPI并行平台。在Windows操作系统上,虚拟Unix系统以模拟高性能程序设计。条件准许时,把设计成功的高性能计算程序推广到高性能计算系统上运行。在教学实践过程中证明,采用这种教学方法开展高性能计算的教学工作,对提高学生的自身能力,取得了良好的教学效果。

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.

高性能计算平台建设、运行与服务模式的探索

面对各学科日益激增的高性能计算需求,如何充分有效地整合计算资源,高效、稳定地提供高性能计算服务是值得思考的问题。重庆理工大学在高性能计算平台的建设管理、平台运维、服务支撑、应用研究和人才培养等诸多方面大胆进行管理制度和运行机制的创新,在开放运行的实践中探索高性能计算平台建设和管理模式,取得了良好成效。平台以"服务用户"为宗旨,围绕"开放、共享"的建设原则,从按需建设、安全运维、队伍建设、服务模式、科研支持等方面阐述高性能计算平台建设的做法和经验。通过对平台运行管理数据进行分析,实践证明创新的服务模式、高效的计算资源、优质的技术咨询服务吸引了大量用户使用,提高了平台利用率。

校级高性能计算平台建设的探索与实践

2019年,长安大学建成了校级高性能计算集群。本文详细阐述了长安大学校级高性能计算平台建设的探索与实践,主要内容包括校级高性能计算平台建设前期调研,建设时期设备与技术的融合,确立资源统一管理的共享开放平台,建立用户交流平台的做法与经验,以及对后续小规模校级高性能计算平台在确定平台应用方向,付费模式,平台宣传培训的探讨。

航空制造业高性能计算能力建设情况分析及建设集成方法研究

【目的】高性能计算技术在航空制造业应用不断深入,加快了科技进步的步伐,美国在此方面表现较为突出。相比之下,我国此方面能力较为薄弱,能力不足、不均衡问题较为突出,本文基于当前面临的问题和新的发展趋势,尝试提出一套建设框架和规划设计方法。【方法】本文分析了美国情况、国内同行业高性能计算基础设施情况,对航空制造业在高性能计算技术应用面临的问题进行了总结,对趋势进行了分析。【结果】结合问题和发展趋势,给出建设参考框架和规划设计方法,推动系统建设高质量发展。【结论】高性能计算机已经成为颠覆产品设计研发、引领创新的重要保障手段和技术,在当前航空制造业快速发展阶段,需推动快速建设,补齐短板,做好人才队伍的建设,实现行业/领域全面能力水平提升。

蚁群:一种新型的高效多用计算平台

在科学计算和大数据处理应用需求的推动下,高性能计算机的性能不断提升、系统规模日益扩大,系统功耗越来越成为制约能力提升的重要瓶颈.在深入分析现有4类高性能计算机的基础上探讨了2项关键技术:1)可重构微服务器(reconfigurable micro server,RMS)技术.解决单个计算节点在领域应用加速能力、系统功耗和体积间的平衡兼顾问题.2)自治与分治相结合的集群构造技术.解决基于微小型化计算节点的大规模计算平台构造与扩展性问题.在此基础上,提出了一种新型的高效多用计算平台架构——"蚁群",构建了包含2 048个低功耗、微小型化RMS计算节点的蚁群平台原型系统,并实现了大规模指纹实时比对和多RMS节点协同排序2个典型应用.测试表明,单个RMS节点的指纹比对性能是Xeon单核的34倍,功耗仅5W,整个原型系统可实现千万量级指纹库的数百并发实时查询;蚁群平台的数据排序性能功耗比是GPU平台的10倍以上,有效提升数据排序的效率.

上海东海大桥基础工程混凝土承台结构施工

针对外海施工的东海大桥海上承台,施工工序多、工艺复杂、工作环境恶劣、技术难度大等问题,论述了施工方案、施工工艺及一些技术难题的解决办法,以保证这个国内首座真正意义上的外海大桥高质量按期建成通车。

V2500-A5发动机HPC五级转叶缘板损伤分析

V2500-A5发动机HPC五级转叶缘板后缘的擦伤是机队近年来的高发故障,造成大量发动机非计划下发。本文首先分析了HPC五级转叶结构特点,并以实际案例为依托,分析其缘板后缘擦伤原因,介绍可行的预防和维修方法。

基于高性能计算平台的地学集成模拟分析环境研究

随着计算科学在地学领域中广泛的应用以及地学各个学科模拟理论研究的发展,目前涌现出了一批功能各异的地学计算模型。地学工作者在科学研究中要快速便捷地熟悉和使用这些模型,迫切需要一个集成的模拟分析环境,即把硬件与软件结合,使用和服务结合,并关联相应的模型文献、驱动数据、处理工具、源代码等。在本文中我们基于高性能计算平台软硬件环境建设的工作经验和地学发展趋势,提出了基于高性能计算平台的地学集成模拟分析环境GISE(Geoscience Integrated Simulation Environment)总体设计框架,并对该环境中核心部分进行了设计和详细介绍。GISE将充分有效地集成各类模型资源,并将HPC服务和应用相结合,以期形成地学e-Science的核心信息平台。