高性能计算+云才是高效计算平台的未来

高校一直是前沿科技的摇篮，不断有新技术、新材料甚至于新的商业模式从高校诞生并逐渐推向市场，最终成为我们生产生活不可或缺的一部分。正是由于高校在创新创造上不可或缺的重要地位，我国推出了著名的"双一流"战略，并于今年9月公布了首批世界一流大学和一流学科建设名单。

　　建设"双一流"高校从基础平台全面革新开始

　　山东大学无论在科研实力还是在教育成果，都处于我国高等学府第一阶梯，也是此次世界一流大学建设的重点院校，其中数学和化学被评为双一流建设学科。山东大学入选我国"双一流"建设战略可谓实至名归，而其强大的科研实力与坚实的基础科研平台建设密不可分。其中高性能计算集群对于山东大学多个学科建设和科研工作推进功不可没。

　　传统高性能计算在气象、化学、物理等科学研究中应用颇多，但需要用户具有较高的计算机专业技能。以气象专业的研究生为例，通常学生需要在wrf这样专业的气象应用上进行学术研究，然而wrf是运行于Linux操作系统下，而且均以源代码方式发布。

　　因此，气象专业的学生不仅要掌握Linux系统的各种命令并熟练使用，还要学习安装编译wrf所需要的各种依赖关系、编译器、数学库、并行环境。具体到每个学生的实践中，一个这样的研究工作可能要持续一年甚至更长时间，并且学生大部分时间并没有集中在自己的研究工作上。要建设"双一流"高校，学术科研及学校综合实力都要上升到新的层次，高性能计算平台也必须更加易用和高效。

　　山东大学软件学院龚斌教授基于十几年的高性能计算集群的管理经验，为突破传统高性能计算平台的瓶颈，结合华为在基础设施建设、云计算领域的丰富经验以及华为在高性能计算的认证ISV联科集团利用前沿的云计算技术，容器技术、前端展示技术以及移动计算技术，建立创新、高效的公共计算云服务平台。

　　高性能遇上云，原本高度复杂的计算科学可以如此简单

　　华为公司基于全球的高性能计算的建设经验，为山东大学公共计算云服务平台打造模块化数据中心一体化解决方案，实现机房的快速部署、节省占地面积、分期投入，降低能耗等优势。

　　底层的基础架构平台采用最新的IntelXeonSkyLake处理器，将计算节点、大数据节点、胖节点以及人工智能节点融合起来，计算能力可达每秒384万亿次。存储系统采用分层存储架构，系统根据应用的不同I/O模型智能的分配存储资源；计算网络采用IntelOmni-Path架构，最终方案不仅可以提供100Gb网络带宽以及微秒级的MPI通讯延迟性能,并且具有极佳的可扩展性和成本优势等特性。

　　将高性能计算与云结合起来是山东大学公共计算云服务平台的最大亮点。首先，新的高性能计算平台将应用程序和操作系统以及硬件之间的强耦合关系进行解耦，并结合自身研发的虚拟化技术，提高资源的利用率，快速的将传统的计算中心改造成智能化的动态的计算中心。

　　山东大学公共计算云服务平台架构

　　在高效计算平台之上是云化的服务平台，山东大学公共计算云服务平台建成后，学生或老师通过平台申请高性能计算资源，或者传统的信息化应用资源，资源申请后根据应用的种类最高效的分配资源，后台进行计费与应用使用数据的统计。丰富的功能以及高度智能化的设计使得该平台得到广泛而深入的应用。

　　在山东大学公共计算云服务平台中，人人都是生态的需求者，同时也是贡献者。首先，平台为学校师生预构建好的计算环境，提供预先应用镜像和处理的科学领域数据，包括硬件和软件堆栈，并通过Web方式的交互界面最大限度降低接入门槛。这意味着上文中气象的研究生可以方便的申请到配置好的系统环境，甚至已经搭建好的应用环境。原本需要长期学习准备的时间被压缩到极致。

　　进一步讲，高易用性方便用户参与到平台的建设过程中，用户可以向平台贡献应用镜像、应用数据、应用服务，与平台的建设运营单位一同打造高效计算应用生态圈。山东大学公共计算云服务平台未来将成为数据共享、学术交流、教学实践与校园信息化统一的资源调度平台。

　　传统高性能计算受限于应用的高门槛，仅限于气象、材料、生物科学等理工学科研究，但是如今云上的高性能计算可以被当做一种按需分配的易用资源，可以想象未来高性能计算应用成熟的领域科研工作将更加高效，用户将有更多时间专注于自己本职工作上，而历史、人文未曾涉足的领域将随着这项新技术使用门槛降低而激发出无限可能。

　　在"双一流"建设道路上，山东大学承载的是我国高校进入世界前列的使命，在下一个十年乃至更长的时间里，山东大学将为全球经济、科技等领域贡献最为前卫的理念和技术。而这一切都将随着其公共计算云服务平台的不断发展和迭代走上一个快速发展的道路。

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　　华为公司简介

　　作为全球领先的信息与通信（ICT）解决方案供应商，华为坚持以丰富人们的沟通和生活为愿景，坚持围绕客户需求的持续创新，与合作伙伴开放合作，在电信网络、企业网络、终端和音视频等领域构筑了端到端的解决方案优势。通过全球专注敬业的18万名华为人，致力于为运营商客户、企业客户和消费者创造最大的价值，提供有竞争力的ICT解决方案、产品和服务。目前，华为的业务遍及全球170多个国家和地区，服务全世界1/3以上的人口。华为公司成立于1987年，是一家由员工持有全部股份的民营企业。