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高性能计算集群系统
发布时间:2017-07-05

摘要 
    在计算密集型应用领域,通过多台服务器构成的并行计算机系统,实现从几十万亿次到几千万亿次的计算能力。

专业术语
    集群(cluster):指一组通过网络连接耦合在一起的计算机(服务器),它们协同工作作为一个整体为用户提供服务,实现整个系统的高可靠性,在某些情况下还实现负载均衡和并行处理等功能。其中单个的计算机(服务器)称为集群的节点(node)。高性能计算(High Performance Computing)集群:以提高计算能力为目的的集群系统,通过专门设计的并行算法调度各个节点中的处理器并行完成一个计算任务。

方案概述
    高性能计算集群系统(简称HPC)采用并行处理方式实现高效、可靠、快速地运行复杂的应用程序,其技术的关键在于如何使整个系统的计算能力随服务器数量的增加而线性增长。HPC向用户提供一个单一计算机的界面。前置计算机负责与用户交互,并在接受用户提交的计算任务后通过调度程序将任务分配给各个计算节点执行;运行结束后通过前置计算机将结果返回给用户。

 系统构成
(1) 工业标准服务器(计算节点,刀片式或机架式)
(2) 通常是Linux操作系统,也可以是windows或Unix
(3) 节点共享的并行存储系统
(4) 高速网络交换机
(5) 荣之联高性能计算资源管理系统和作业调度系统


 

主要功能
(1)各个计算节点通过网络连接成一个可以协同工作的集群系统,通过并行算法将计算任务根据可用的节点数量进行切分,依靠调度策略均衡地负载到每个节点上,使各个节点可以并行地完成计算任务,从而缩短整个任务的计算时间。
(2)整个集群系统可以通过增加节点数目进一步获得更大的计算和数据处理能力。
(3)荣之联作业调度系统根据作业调度算法完成作业的队列管理、作业提交、执行控制、断点保存和继续执行、计费等功能。
(4)荣之联资源管理系统通过建立系统资源池,对系统中包括服务器CPU、内存、本地硬盘、节点、网络、存储空间、应用软件的许可证等资源进行分配和状态监控,同时支持资源预留。 

技术特点
(1)采用模块化设计,模块内部的节点松散耦合,便于用户根据需求自由组合并分区并行。
(2)通过动态作业调度和资源管理策略,实现作业队列的优化和整个系统的负载均衡。
(3)有效地控制投资成本,采用工业标准服务器,保证成本低廉的同时,还便于客户分阶段投资。

价值体现
荣之联的HPC解决方案具备高扩展性、高可用性、高性能价格比,能很好地保护客户的投资。
(1)高可扩展性, 通过增加新的节点提高整个集群系统的性能。
(2)高可用性, 当某个节点发生故障时,它所负担的任务可以自动重新分配给其它节点。
(3)高性价比,集群中的计算节点采用工业标准服务器,既可以用到最新的硬件技术,也可以获得最高的性能。

应用领域
地质勘探、模拟仿真、基因工程、生命科学、材料设计、科研教育、气象预报、集成电路设计和仿真、动画3D渲染等计算密集型应用领域

成功案例
XX油田公司勘探开发研究院并行数值模拟集群系统
XX油田事业部集群系统
XX油田集群系统升级
四川XX生物信息分析平台
XX油气田计算机集群系统
中国XX集团XXX有限责任公司集群系统
XX基因测序平台
南京XX大学网络中心HPC系统
XX石油管理局钻探集团物探公司集群系统
XX大学HPC系统