作者：李小菲 钟建军 张彬 秦帅行 宋温温
来源：《现代信息科技》2020年第08期
摘 要：高性能計算在科研领域具有广泛的应用和重要的地位，高校高性能计算平台为学校学科建设的长远发展提供了强有力的支撑条件，提升了学校的科研实力与水平，有利于未来综合竞争力的提升。文章以河北大学高性能计算平台为例，介绍了高性能计算机平台的建设和在科研中的应用，并对高性能计算平台的使用情况进行了分析研究和建议。
关键词：超级计算机;高性能计算平台;计算能力计算机学院排名
Abstracts：High performance computing （HPC） is widely used and important in scientific research，the high performance computing platform provides a strong support for the long-term development of the university’s discipline construction. It has improved the scientific research strength and level of the school，it is conducive to the promotion of comprehensive competitiveness in the future. Take the high performance computing platform of Hebei University as an example，this paper introduces the construction of high performance computer platform and its application in scientific research，the usage of High Performance Computing Platform is analyzed and suggested.
Keywords：super computer;high performance computing platform;computing power
0 引 言
随着科技的发展，计算机与我们的日常工作和学习生活之间的关系变得更加密切。在大数据的背景下，高性能计算（High performance computing，HPC），又称为超级计算，是
计算机科学重要的前沿性分支，也大量地投入到对大数据的应用当中[1]。超算即超级计算机，是指由数千甚至更多处理器组成、能计算普通计算机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机，超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，被誉为“计算机中的珠穆朗玛峰”，已成为世界各国争夺的一个战略制高点[2]。超级计算机多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和创新能力的重要标志。
超级计算机被称为“国家重器”，属于国家战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技最高点。超级计算机应用场合很多，大多都是高精端领域，比如天气预测、核爆炸模拟、飞机飞行计算、弹道计算、各种场合的3D建模等等。随着信息时代的来临，目前最流行的大数据概念，再结合云计算，超级计算机的应用将越来越广，甚至深入商业领域[3]。超级计算机作为一个国家科技实力的体现和科技发展的基础支撑环境，受到全球超级大国的重视，各国都在全力发展本国的超级计算机。
我国《国家重点专项规划之——“十三五”国家科技创新规划》中明确提出“发展先进计算技术，重点加强E级（百亿亿次级）计算、云计算、量子计算、人本计算、异构计算、智能计算、机器学习等技术研发及应用”。[1]
截止到2019年11月世界超级计算机排名上，中国的神威·太湖之光（Sunway TaihuLight）全球排名第三，其最大算力为9.301 459 388亿亿次每秒，峰值算力为12.543 590 4亿亿次每秒;中国的天河-2A（Tianhe-2A）排名第四，其最大算力为6.144 450 0亿亿次每秒，峰值算力为10.067 866 4亿亿次每秒，如表1所示。
当前，高性能计算已经成为解决国家发展面临的重大挑战性问题和科技创新的必备工具。计算科学领域高度依赖于高性能计算与科学大数据、深度学习之间的深度融合。近年来，人工智能的突破正是建立在超级计算机计算能力突飞猛进的发展和深度学习算法的成功结合上。发展以超级计算机为支撑平台的先进计算系统，将进一步推动高性能计算、智能计算和大数据的深度融合与创新发展。
1 高校高性能计算建设现状
近年来，国家对高性能计算的重视程度不断提升，高性能计算在我国很多领域都取得了巨大发展，高校作为科技创新的重要基地，对高性能计算的关注日益提高，众多高校都投入建设了校级高性能计算平台，强大的计算能力极大地提升了学校科研工作的能力和水平，促进了相关教学、科研工作的开展，高性能计算已成为高校教学、科研创新的一个基本手段。[
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1.1 本校高性能计算平台介绍
河北大学高性能计算平台于2014年9月投入使用，总投资1 200余万元。系统包括计算刀片节点110片、胖节点18台、管理节点2台、可视化节点2台、GPU节点4台、MIC节点1台、并行存储3台、CPU核数大于4 000个。计算能力可达119.7万亿次/秒（TFLOPS）。存储裸容量182.88 TB，聚合带宽2.4 GB/s，全系统采用56 Gbps FDR InfiniBand线速互连，如图1所示。
作为服务于全校性的大型共享平台，高性能计算中心规模大，获得了学校和曙光厂商的重点支持。此外，高性能计算中心有专职管理人员负责，集的运行状态比较稳定。
1.2 高性能计算平台的设备配置
高性能计算系统内部互连带宽56 Gbps，芯片传输延迟100 ns;全系统内存容量8.7 TB，在线共享存储磁盘容量183 TB;最大运行功耗为90 kW;机柜数量16个，如表2所示。
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