曙光基于刀片服务器的CAE高性能计算平台解决方案7742.docx

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1、曙光基于于刀片服服务器的的CAEE高性能能计算平平台解决决方案CAE即即计算机机辅助工工程设计计，自二二十世纪纪六十年年代以来来CAEE技术得得到飞速速发展，其其原动力力是不断断增长的的工业需需求，其其中航天天航空、能能源动力力等领域域是其发发展的强强大的推推动力。目目前在航航空、航航天、能能源动力力等工业业领域，利利用CAAE进行行反复设设计、分分析、优优化已成成为标准准的必经经步骤和和手段。如如大型复复杂飞行行器结构构的流-固耦合合计算，涉涉及计算算空气动动力学、计计算燃烧烧学、计计算传热热学、计计算结构构力学等等众多学学科。CAE背背景知识识CAE主主要分为为建模，求求解和后后处理三三个

2、步骤骤，其中中建模和和后处理理通常是是在工作作站中进进行的，而而CAEE的核心心即求解解过程，需需要占用用大量的的CPUU、内存存资源以以及存储储空间，通通常要在在高性能能计算机机上完成成。常用用的CAAE软件件主要有有：Flluennt，CCFX，CCFD-Fasstraan/AACE+，Annsyss，Abbaquus，MMSC Nasstraan，LLS-DDynaa等。CAE应应用程序序基本可可以分成成两大类类，一类类是以AAnsyys，AAbaqqus以以及Naastrran等等结构分分析软件件为代表表的共享享内存应应用程序序，这类类应用程程序的单单个作业业时对内内存和存存储I/O

3、的的需求量量非常大大，并且且通常在在计算过过程中，会会产生大大量临时时存放但但对性能能需求很很高的本本地交换换文件(Scrratcch)，对对于这一一块的性性能优化化，可以以起到事事半功倍倍的效果果，否则则，用户户所购买买的昂贵贵的cppu/内内存的效效能也会会大打折折扣；另另一类则则是以FFlueent、CCFX、CCFD-Fasstraan、AACE+等CFFD软件件和Lss-Dyyna、PPam-Craash等等显示结结构分析析软件为为代表的的分布式式内存应应用程序序，该类类应用程程序并行行效果好好，对内内存的需需求没有有共享内内存类型型的应用用程序大大，而且且对本地地交换硬硬盘性能能要

4、求不不高。曙曙光公司司CAEE领域的的专业工工程师针针对这两两大类应应用程序序详细分分析了其其特点，并并且和国国内知名名ISVV进行了了大量的的联合测测试，结结合广大大曙光用用户反馈馈的宝贵贵使用经经验，推推出了CCAE高高性能计计算平台台解决方方案。TC26600刀刀片AA9500 SMMP完美美组合，满满足各类类应用程程序需求求曙光公司司提出了了基于刀刀片服务务器的CCAE高高性能计计算平台台设计方方案，该该方案总总共包括括6个部部分：550节点点的TCC26000刀片片机群、22台A9950rr-F SMPP小型机机服务器器、2台台A6220r-F IIO节点点、SAAN存储储网络、II

5、P SSAN存存储网络络以及管管理节点点和图形形工作站站区域等等。曙光CAAE高性性能计算算平台方方案示意意图曙光CAAE高性性能计算算平台方方案将TTC26600刀刀片和AA9500r-FF SMMP完美美组合，可可同时满满足各类类应用程程序需求求。曙光光刀片式式服务器器TC226000是为了了突破计计算机系系统规模模增加而而效能降降低的计计算机发发展瓶颈颈而设计计推出的的。它采采用超高高密的刀刀片式服服务器架架构，内内置高效效网络交交换系统统，减少少网络延延迟；超超强的系系统处理理器扩充充能力，最最大可支支持200颗AMMD OOpteeronn双核处处理器；优秀的的散热设设计，突突破1U

6、U机架服服务器空空间设计计极限，实实现了77U 110片的的超高密密系统设设计；通通过系统统的整体体设计，减减少不必必要的功功耗，有有效降低低整体系系统功耗耗；同时时引入了了人性化化的设计计理念，处处处体现现以人为为本的设设计思想想，是易易管理、易易维护、高高可用的的新一代代服务器器产品。TC2600是曙光人在服务器领域长期致力计算机技术研究的又一成功技术结晶。整合高速速网络系系统设计计：曙光光TC226000刀片式式服务器器内部集集成200Gb/s高速速Inffiniibannd交换换网络，整整合了全全线速以以太网交交换机。同同时可选选的IOOE扩展展系统可可以使用用户将工工业标准准部件如如

7、HBAA卡、RRaidd卡以及及Inffiniibannd网络络等集成成到刀片片服务器器系统中中，而不不必像购购买其他他品牌刀刀片服务务器时遇遇到的需需要花费费高额费费用去购购买硬件件厂商的的专用部部件。整合KVVM OOverr-Onn-IPP系统：为减少少键盘、鼠鼠标和显显示器缆缆线管理理的困扰扰，曙光光将KVVM SSwittch技技术整合合进TCC26000服务务器系统统，可使使10个个子系统统共享一一套设备备，而系系统与系系统间可可透过单单一缆线线连接，可可使多套套TC226000服务器器仅以一一条缆线线共享一一套KVVM装置置，并可可以通过过远程管管理服务务器系统统。高可靠的的产品

8、设设计：曙曙光TCC26000刀片片式服务务器采用用全冗余余结构设设计，可可以极大大的保障障电源系系统、散散热系统统、存储储系统等等的高可可用性，提提高了整整体系统统的稳定定性。同同时TCC26000还提提供对所所有部件件监控的的系统管管理机制制，如组组件的状状态是否否正常，操操作电压压是否正正常，系系统散热热是否正正常，温温度是否否偏高等等等。优秀的管管理软件件：曙光光TC226000配备了了强大的的管理软软件系统统，并支支持基于于IPMMI的远远程管理理，用户户可以通通过RJJ45网网络管理理端口连连接到曙曙光TCC26000刀片片服务器器系统。如如下图所所示，界界面显示示了每个个TC22

9、6000刀片机机箱的主主要部件件状态情情况，通通过点击击图标便便可以查查询每个个部件的的详细信信息。曙光TCC26000刀片片管理界界面曙光A9950rr-F SMPP小型机机是基于于X866结构的的服务器器，在继继承传统统小型机机优势的的同时，有有效地解解决了传传统小型型机无法法克服的的如价格格昂贵，可可购买CCPU数数量有限限，无法法用于大大规模优优化设计计任务，与与X866结构集集群服务务器操作作系统、应应用软件件无法兼兼容等弊弊端。曙光TCC26000刀片片服务器器特别适适合运行行Fluuentt、CFFX、LLs-DDynaa、Paam-CCrassh等分分布式内内存应用用程序，曙曙

10、光A9950rr-F SMPP小型机机则特别别适合运运行Annsyss，Abbaquus、NNasttrann等共享享内存应应用程序序，且两两者均采采用X886-664平台台，属同同构系统统，可共共享软件件资源和和数据存存储空间间，资源源调度简简单，节节点配比比可灵活活调整，二二者有机机结合，几几乎可以以适用各各种应用用需求，能能够有效效降低用用户总体体拥有成成本。曙光CAAE：成成功突破破系统IIO瓶颈颈曙光针对对分布式式机群环环境和SSMP计计算环境境设计了了一整套套SANN存储网网络和IIP SSAN存存储网络络解决方方案。IO节点点采用22台A6620rr-F，配配置2颗颗20000系

11、列列双核AAMD处处理器和和16GGB DDDR22 内存存，通过过配置44Gb/s的光光纤HBBA卡连连接到SSAN存存储网络络提高IIO性能能。对于于TC226000刀片机机群系统统，每个个计算节节点通过过NFSS ovver SDPP方式挂挂载（mmounnt）两两个IOO节点的的存储空空间；对对于两个个管理登登陆节点点，同样样通过NNFS oveer SSDP方方式挂载载（moountt）两个个IO节节点的磁磁盘分区区，并将将用户分分成两类类后把主主目录放放在共享享分区中中以减轻轻文件系系统压力力，同样样的，应应用软件件也分成成两类安安装到两两个共享享分区中中。对于SMMP计算算节点，

12、由由于对存存储性能能要求较较高，最最好不要要采用NNFS文文件系统统，而是是采用直直接接入入SANN网络的的方式。NNasttrann等结构构类计算算程序安安装在两两台SMMP节点点上，计计算中间间数据和和结果数数据存放放在本地地挂载的的SANN空间，实实际作业业调度时时应避免免跨节点点执行应应用程序序。此外外，SMMP节点点还需要要挂载IIO节点点NFSS数据继继承用户户主目录录信息。优化的网网络系统统设计，高高速计算算的有力力保障根据上面面的分析析，我们们建议高高性能计计算平台台采用220Gbb/s的的Inffiniibannd网络络来构建建，并将将管理IIO节点点连入高高速网络络，通过过

13、采用NNFS oveer IInfiinibbandd实现全全部计算算节点的的数据共共享。曙光公司司与中科科院某研究所所对最新新版Flluennt的性性能进行行了测试试，算例例网格单单元为990万左左右，采采用湍流流双方程程模型和和PDFF燃烧模模型，测测试硬件件为8个个双路AAMD双双核的节节点，网网络为千千兆网和和Inffiniibannd网络络。测试试结果表表明千兆兆网环境境下166CPUU核心内内可以保保持较好好的性能能加速，而而32CCPU核核心时由由于传递递的消息息量剧增增至上万万个每秒秒，千兆兆网络已已经无法法继续提提升性能能，而此此时Innfinnibaand网网络则可可以继续

14、续保持线线性加速速。曙光公司司和Qllogiic公司司进行了了相关性性能测试试，测试试结果表表明基于于Inffiniibannd的NNFS可可以大幅幅提高IIO能力力，尤其其是并发发的IOO能力，进进而可以以提高计计算效率率。DCASS界面面友好，功功能强大大的管理理系统DCASS是曙光光专为百百万亿次次高性能能计算机机系统开开发集群群管理套套件，用用于对集集群系统统进行统统一管理理，包含含了新一一代的作作业调度度系统DCCJM。它它采用基基于IEE浏览器器的图形形化方式式来实现现对集群群的统一一管理，包包括系统统安装部部署、网网络配置置、作业业管理、安安全配置置、用户户管理、进进程以及及服务

15、管管理和交交互式并并行命令令执行系系统等，配配置简单单、使用用方便。除除了同样样具有较较高的可可用性和和可管理理性，可可以满足足绝大部部分应用用场合的的需要外外，DCCJM还还具有中中英文两两种语言言可选，更更符合国国人的使使用习惯惯，以及及高性价价比的特特点。曙光DCCAS操操作界面面以上为曙曙光CAAE高性性能计算算平台的的一个参参考解决决方案。针针对每一一个用户户，曙光光公司将将具体分分析用户户的实际际需求，包包括计算算规模、用用户数量量、算例例大小、模模型特点点以及上上文提到到的两类类程序所所占的比比例等等等信息，在在该方案案的基础础上进行行合理修修改，并并进行相相关细节节的设计计，制定定出最适适合用户户的优化化方案。