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        解決方案

        以客戶為中心,提供定制化或一站式的全棧解決方案,賦能千行百業(yè)

        寶德高性能計算之生命科學解決方案
        項目背景


        生物信息學(序列搜尋比對分析)

        計算為整數(shù)計算,基本無浮點計算; 計算的主要特點為頻繁的load 和write(內(nèi)存的讀寫),意味著需要較大的內(nèi)存容量和內(nèi)存帶寬, 需要直連架構(gòu)CPU;網(wǎng)絡(luò)的壓力不大,用最高性價比的千兆網(wǎng),而不需求使用具有較高價格的Infiniband高速網(wǎng)。

        分子動力學

        主要是浮點計算為主 ,非常適合大規(guī)模并行,但是對網(wǎng)絡(luò)需求比較大,節(jié)點間需要使用低延時,高帶寬的Infiniband高速網(wǎng)。

        分子對接(藥物設(shè)計)

        計算量非常大,消耗計算機時很多;網(wǎng)絡(luò)的性能要求不高,擴展性主要看看配體小分子的數(shù)量和它們計算規(guī)模的均勻性。

        測序儀離線處理

        相比計算量,存儲容量需求更大;作業(yè)運行需要與作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合; 測序離線處理往往有序列拼接的需求,目前最主流的序列拼接軟件denovo為多線程程序,單節(jié)點內(nèi)存容量需求非常大,往往需要達到256G甚至512GB,需要配置大容量內(nèi)存SMP胖節(jié)點。

        電子顯微鏡圖象處理

        主要為浮點計算,其中大量的單精度FFT計算;軟件加速比完全線性,對網(wǎng)絡(luò)依賴低; 軟件內(nèi)存需求和IO需求較大,一般需要配置并行文件系統(tǒng); 系統(tǒng)計算量大,計算時間長,系統(tǒng)穩(wěn)定性,可靠性要求高。

        質(zhì)譜儀原始資料處理

        軟件加速比接近線性,對網(wǎng)絡(luò)依賴低;系統(tǒng)計算量大,計算時間長,系統(tǒng)穩(wěn)定性,可靠性要求高。


        方案介紹

        寶德生命科學高性能計算集群是一個有機的、高性能、高可靠性的集群系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件都選用經(jīng)過嚴格測試的主流產(chǎn)品,保證系統(tǒng)的可靠性;互聯(lián)系統(tǒng)各組件的網(wǎng)絡(luò)都是專用的高效網(wǎng),通過集群核心的管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的運行,如單獨的一臺高性能計算機一樣為用戶提供統(tǒng)一的服務(wù)。

        該集群向用戶提供一個單一計算機的界面。前置計算機負責與用戶交互,并在接受用戶提交的計算任務(wù)后通過調(diào)度器程序?qū)⑷蝿?wù)分配給各個計算節(jié)點執(zhí)行;運行結(jié)束后通過前置計算機將結(jié)果返回給用戶。程序運行過程中的進程間通信通過專用網(wǎng)絡(luò)進行。

        方案解析

        ? 方案計算系統(tǒng)的選擇實現(xiàn)了多樣化,該方案配置10個寶德自研的雙路八核刀片服務(wù)器PR8020P。刀片式集群系統(tǒng)在計算密度、功耗散熱、運營成本、維護成本、可靠性等方面,都明顯優(yōu)于其它系統(tǒng),且為系統(tǒng)的擴容升級提供了良好的基礎(chǔ)。

        ? 計算系統(tǒng)也可采用寶德高性能PR2510P雙路服務(wù)器,注重浮點峰值和內(nèi)存性能。對于大內(nèi)存的需求,采用寶德自研八路PR8800G SMP服務(wù)器,采用了因特爾至強E7 v4處理器。

        ? 互聯(lián)系統(tǒng)各組件的網(wǎng)絡(luò)都是專用的高效網(wǎng)絡(luò),通過集群核心的管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的運行。

        方案優(yōu)勢
        • 高性能、靈活

          能為苛刻的生命科學計算提供高浮點運算性能,計算集群可靈活采用多種計算系統(tǒng)

        • 高帶寬、低延遲

          計算網(wǎng)絡(luò)采用高速的EDR 100Gb IB網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),確保用戶的計算任務(wù)在運行過程中不受網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,延遲低速度快。兩層高速網(wǎng)絡(luò)保障集群中所有節(jié)點無阻塞、全線速的運行,可充分滿足高速互聯(lián)的需求。

        • 高可靠性

          主要產(chǎn)品都采用了冗余設(shè)計(電源、風扇等),存儲系統(tǒng)采用雙鏈路冗余設(shè)計,系統(tǒng)的可靠性有較高保證

        • 高可擴展性

          GPU節(jié)點、存儲節(jié)點、計算節(jié)點等有很高的擴展性,既能滿足現(xiàn)階段的業(yè)務(wù)要求,也能更具未來業(yè)務(wù)量的增長進行升級和擴容。

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