高性能计算机（HPC）刀片服务器群集解决方案

行业申请

高性能计算多年来一直是科学技术综合实力的制高点，并且在一定程度上也反映了大公司在系统研发方面的实力. 作为该行业的技术领导者，IBM在该领域占据主导地位. 在2007年7月发布的最新全球500强超级计算机中，来自IBM的192套计算机，其中前10大计算机中有6套，前100名计算机中有45套. 其每秒总计算能力达到3121万亿次. 它是《财富》 500强中所有系统总计算能力的41.66％，处于绝对领先地位.

在高性能刀片服务器集群市场中，IBM也处于领先地位. 目前最快的刀片式Linux集群，位于欧洲巴塞罗那超级计算中心的MareNostrum（94TFlops）使用IBM JS21刀片式服务器，在全球500强超级计算机中排名第九. 在中国十大高性能计算机中，IBM拥有4个席位. 其中包括基于POWER刀片（基于JS20刀片4.7TFlops）的南开大学“ Nankai Star”集群系统.

JS21强大的矢量运算功能在生命科学和计算化学等某些领域具有出色的性能优势. 它还适用于地震数据处理，信号和数字图像处理以及独立开发的应用程序.

高性能计算（以下简称HPC）通常分为两种: SMP和集群. 群集解决方案主要用于某些计算密集型应用程序.

系统结构和部署

刀片式HPC群集通常由以下部分组成:

管理节点. 管理节点是集群的控制中心. 它的功能包括整个集群的软件和硬件管理，计算节点的快速远程部署，用户登录界面，任务计划和提交. 管理节点可以考虑使用p505，p510或p520服务器.

计算节点，用于集群中计算的资源. 在我们的方案中，每个JS21都是一个计算节点.

存储节点，可以使用专用服务器来连接集群中的存储. 然后通过各种网络文件系统协议（例如GPFS，NFS），向计算节点提供网络文件系统服务. 可以根据群集的大小部署存储节点，以实现负载平衡或冗余.

管理网络，专用于管理节点和计算节点之间的软件和硬件管理通信的网络. 通常是以太网.

计算机网络，一种专门设计用于群集中计算节点之间通信的网络. 根据不同的计算类型，网络延迟带宽要求也不同. 有高速以太网，Infiniband网络，Myrinet网络和其他高速交换网络可供选择.

总而言之，JS21刀片服务器的优势在于其出色的浮点运算能力，出色的硬件质量以及丰富的硬件和软件支持.

优势分析

出色的表现

JS21刀片服务器使用IBM PowerPC RISC处理器，就像IBM超级计算系统的深蓝色一样. PowerPC中的PC是Performance Computing，这是专门为基于POWER进行计算而设计的CPU. JS21刀片服务器使用IBM PowerPC970 RISC处理器，支持IBM AIX 5L和Linux操作系统，与64位/ 32位高性能计算应用程序完全兼容. 根据Linpack高性能计算机基准测试程序测试，带有四核2.5GHz处理器的单个JS21服务器的实测浮点算术能力可以达到33.7 GFlops，远远领先于其他4路RISC系统.

IBM PowerPC970芯片具有一个独特的向量处理单元，可以在一个指令周期内处理多个数据. 如下图所示:

如果该应用程序针对矢量（或AltiVec）进行了优化ibm高性能计算机，则可以将计算效率提高数倍. 以HMMER 2.3.2（通过隐马尔可夫链模型进行生物序列分析的软件）为例，如果使用优化版本，则计算时间可以缩短3到4倍. 编译还支持应用程序的自动矢量化编译，而无需客户更改代码，您可以获得altivec带来的性能提升.

又快又稳定

构建高性能计算系统需要在各个系统级别上集成软件和硬件，包括操作系统，编译器，互连的设备驱动程序，作业管理调度和文件系统管理. 商业运营集群系统的可靠性和可用性放在首位.

IBM为JS21刀片集群提供了非常成熟的高性能解决方案，该解决方案集成了许多IBM的先进软件和硬件技术以及强大的技术服务支持. IBM POWER系列产品始终如一的卓越品质值得您信赖.

丰富高效的交换网络

在构建高性能系统的过程中，选择正确有效的数据交换网络是能否获得群集性能的关键. IBM BladeCenter JS21支持极其丰富的外部连接. 除了常见的千兆以太网和SAN存储交换网络，JS21还支持10Gb以太网，用于高性能计算，Infiniband网络和Myrinet网络.

JS21推荐的配置

对于5000亿次的高性能解决方案，推荐的IBM BladeCenter JS21刀片服务器HPC集群配置如下:

简要说明:

此解决方案是更常见的HPC配置. 总共配置了1个IBM BladeCenter H刀片中心，14个IBM JS21服务器，56个IBM PowerPC970 / 2.5GHz处理器ibm高性能计算机，内存容量为112GB.

配置一台IBM System p520服务器同时用作管理节点和I / O节点；一组IBM DS4000系列存储作为HPC的SAN存储，可解决整个高性能计算的大容量存储需求. 是否配置存储和IO节点取决于客户对存储容量的需求，而这不是必需的.

JS21集群管理软件

选择商业软件或开源软件. 下表:

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-188332-1.html