當(dāng)今的科學(xué)研究中，計(jì)算科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)、理論科學(xué)并列為三大科學(xué)方法，隨著計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展、科學(xué)理論模型日漸成熟，高性能計(jì)算技術(shù)在科學(xué)、工程和社會(huì)等領(lǐng)域都有了愈加廣泛的應(yīng)用。在地球地質(zhì)、氣象氣候、測(cè)繪科學(xué)、天體空間、凝聚態(tài)物理、高能物理、計(jì)算化學(xué)、分子生物學(xué)、基因測(cè)序、材料科學(xué)等領(lǐng)域，高性能計(jì)算已是必備的研究手段。

　　高性能計(jì)算技術(shù)應(yīng)用廣泛 更加高效易用平臺(tái)需求巨大

　　根據(jù)目前理論發(fā)展的基礎(chǔ)，高校、科研機(jī)構(gòu)能夠利用高性能計(jì)算觀察到比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更細(xì)致的層次，或者對(duì)目前比較昂貴或無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)進(jìn)行理論模擬，從而幫助解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，理解自然規(guī)律，進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，大幅提高實(shí)驗(yàn)效率。

　　寧波諾丁漢大學(xué)是中國(guó)第一所經(jīng)教育部批準(zhǔn)引進(jìn)世界一流大學(xué)的中外合作大學(xué)，也是穩(wěn)居全球高校排名前100位的世界一流大學(xué)。寧波諾丁漢大學(xué)將英國(guó)諾丁漢大學(xué)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科與中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際需求相結(jié)合，引進(jìn)一系列具有國(guó)際一流水準(zhǔn)的學(xué)位課程，其科研實(shí)力與水平在國(guó)內(nèi)也處于前列。為進(jìn)一步提升學(xué)科優(yōu)勢(shì)，解決學(xué)校老師科研計(jì)算以及教學(xué)的困難，寧波諾丁漢大學(xué)信息技術(shù)服務(wù)處針對(duì)學(xué)校的應(yīng)用需求調(diào)研后，構(gòu)建了校級(jí)的高性能計(jì)算平臺(tái)，將高性能計(jì)算集群技術(shù)應(yīng)用到了土木工程專業(yè)、化學(xué)與環(huán)境專業(yè)、機(jī)械、材料與制造工程專業(yè)等學(xué)科中，大力促進(jìn)了各自學(xué)科科研和教學(xué)實(shí)力提升。

　　三步打造高性能計(jì)算平臺(tái)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

　　針對(duì)高性能計(jì)算平臺(tái)建設(shè)需求，寧波諾丁漢大學(xué)聯(lián)手華為與聯(lián)科打造了以“硬件+軟件+服務(wù)”為基礎(chǔ)的校級(jí)高性能計(jì)算平臺(tái)。學(xué)校針對(duì)計(jì)算平臺(tái)頂層設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的規(guī)劃，整合軟、硬件資源，建設(shè)了一個(gè)端到端的高性能計(jì)算管理平臺(tái)的架構(gòu)和系統(tǒng)，為各院系提供穩(wěn)定可靠的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，解決了科研及日常教學(xué)中對(duì)高性能計(jì)算系統(tǒng)的需求。整個(gè)系統(tǒng)具備了幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

　　硬件架構(gòu)：

　　軟件架構(gòu)：

　　寧波諾丁漢大學(xué)高性能計(jì)算管理平臺(tái)方案

　　首先寧波諾丁漢大學(xué)高性能計(jì)算管理平臺(tái)架構(gòu)在華為E9000超融合刀片服務(wù)器底層基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)上，其優(yōu)勢(shì)在于在一框刀片內(nèi)混插了雙路計(jì)算節(jié)點(diǎn)、GPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)以及Infiniband的交換網(wǎng)絡(luò)的模塊，有效提升了資源密度。此外搭配56Gb/s Infiniband網(wǎng)絡(luò)以及OceanStor V3存儲(chǔ)陣列，全面消除硬件層的性能瓶頸。

　　在高性能的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)上，寧波諾丁漢大學(xué)使用聯(lián)科研發(fā)的高性能集群軟件CHESS(Clustertech HPC Environment Software Stack)進(jìn)行集群資源管理，可將分立的服務(wù)器變成一整套HPC集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集群資源統(tǒng)一部署、管理、監(jiān)控、調(diào)度和報(bào)表等，這一系列豐富而易操作的功能使得平臺(tái)的管理員可以借助CHESS實(shí)現(xiàn)更加高效和便捷的進(jìn)行平臺(tái)資源管理，以及快速響應(yīng)各個(gè)院系的科研教學(xué)需求。

　　最后，為了進(jìn)一步提升平臺(tái)易用性，寧波諾丁漢大學(xué)對(duì)該高性能計(jì)算平臺(tái)在用戶管理和應(yīng)用場(chǎng)景等領(lǐng)域做了個(gè)性化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將集群用戶賬戶與學(xué)校用戶賬號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)針對(duì)用戶的每個(gè)應(yīng)用需求，幫用戶完成軟件的編譯、按照以及作業(yè)腳本的編寫(xiě)等工作，大大方便了學(xué)校師生的使用，讓師生的科研更輕松，更專注于科學(xué)研究，助力加速科研效率提升。

　　從底層硬件平臺(tái)、到資源管理再到用戶以及應(yīng)用的具體需求，寧波諾丁漢大學(xué)與華為、聯(lián)科攜手，打造了新一代創(chuàng)新高性能計(jì)算平臺(tái)，以一站式的交鑰匙工程服務(wù)于學(xué)?？蒲信c教學(xué)。通過(guò)這個(gè)交鑰匙工程，學(xué)院管理員可以全面掌控系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，同時(shí)借助在軟件編譯和腳本編寫(xiě)等細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，學(xué)校師生可以在更短的時(shí)間里部署實(shí)驗(yàn)環(huán)境，最終將師生從繁雜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中解放出來(lái)，將更多的精力放置在科學(xué)研究上。

　　寧波諾丁漢大學(xué)高性能計(jì)算集群建設(shè)完成后，通過(guò)linpack測(cè)試集群的浮點(diǎn)計(jì)算能力達(dá)到理論計(jì)算峰值的85%以上，這一交鑰匙工程對(duì)學(xué)校的課題研究和科研計(jì)算起到了很好的促進(jìn)作用，得到了學(xué)校師生的認(rèn)可和肯定，最終助推學(xué)校的課題研究和科研計(jì)算實(shí)現(xiàn)加速。