探索中国CIO人才现状 | 第四季调研报告
发挥高性能计算的优势 并行计算功不可没
2015-08-31  来源:techtarget

超级计算与我们的生活息息相关,动车380系列为什么是那样的外形?地球洋流对气候的影响有哪些?茫茫宇宙140亿年如何进化的……这些疑问只能通过使用超级计算机,利用并行计算、可视化等功能为我们一一展现。

超级计算中心(SCCAS)隶属于中国科学院计算机网络信息中心(CNIC),是中国国家网格运行管理中心与北方主节点,主要为院内外科研单位提供超级计算服务和技术支持,从事并行计算的研究、实现及应用服务,为大规模复杂技术和商业应用提供解决方案。

超级计算中心不仅科研实力强劲,而且仪器设备先进。中国科学院超级计算中心主任助理王彦棡介绍,硬件方面,1996年引进几十亿次的SGI,2003年5万亿次的国产联想深腾6800超级计算机,再到最新的“元”超级计算机,总体计算能力达到2.36Pflops。同时,配备各种常用商用软件、开源软件,以及中心自主研发软件,为用户提供稳定高效的高性能计算服务。

MIC,即集成多核架构处理器,是英特尔的产品,解决高性能计算业务、计算资源需求激增的挑战,同时控制成本。

2015年1月,曙光、中国科学院计算机网络信息中心、中国科学院国家天文台以及英特尔签署了四方合作协议,携手打造MIC应用程序优化联合实验室,重点研究高性能计算机及应用软件,尤其就应用程序在MIC上的移植和优化展开深入合作和联合攻关,以产出一批应用成果。

4月,英特尔中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心构建中国首家英特尔并行计算中心(IPCC,Intel Parallel Computing Center),共同推进软件代码从串行转向并行,从传统计算平台转向并行计算平台的代码现代化,初期工作将围绕分子动力学模型应用最广泛的软件LAMMPS并行优化和相场动力学模拟软件开发两个方面展开,这些工作将为材料科学、生命科学、计算化学、计算物理等应用领域提供深入洞察和计算支持。

“我们IPCC主要做两类工作。一是刚性偏微分方程求解器的设计,实现在单个节点上利用2个CPU和2个MIC发挥出1300GB的性能,经过优化一个节点相当于几十个节点的计算能力。”王彦棡说,“二是支持各大架构的开源软件,利用MIC实现DPD(Dissipative Particle Dynamics)算法,最终的代码会以API的形式放到LAMMPS当中。”

在十二五期间,中科院超级计算中心支持多个万核级应用, 王彦棡表示:“经过几年的工作积累,中科院超算中心已经完成140多个算法的并行化与优化,覆盖了多个应用领域。未来计划在中心开发的代码基础之上做技术扩展,选择比较合适的算法做MIC方面移植。”

在这背后,离不开英特尔提供的技术与产品支持。英特尔并行计算中心IPCC通过利用微处理器和协处理器的内核、缓存、线程和向量等优化提高并行性和可扩展性。

同时代码现代化可以实现性能提升,并保持用户代码的可移植性。因此,英特尔推出代码现代化开发社区,帮助HPC开发人员针对当前和未来硬件上实现最高性能进行编码。

此外,英特尔于近期宣布推出针对HPC部署而优化的下一代高速互联网络技术Omni-Path架构,拥有包括流量优化、数据包完整性保护与动态通道扩展等高级功能,支持在网络链路层更精细控制。从而实现高弹性、高性能及优化的流量传输。