中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院長(zhǎng)期從事生命科學(xué)的教學(xué)研究工作,對(duì)大規(guī)??茖W(xué)計(jì)算有很高的需求,希望通過構(gòu)建強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫平臺(tái)來不斷提升的大規(guī)模處理的能力,以便加快科學(xué)研究和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。在方案及產(chǎn)品的層層選拔中,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院最終選擇了全球領(lǐng)先的3C解決方案提供商華碩電腦進(jìn)行合作,建設(shè)了以其旗下的RS161-E4/PA2為核心應(yīng)用的高性能集群運(yùn)算平臺(tái),從而大大縮短學(xué)者們課題研究的周期。


      課題研究成果是高校研究能力的重要體現(xiàn),所以在掌握了相關(guān)的知識(shí)后,各個(gè)學(xué)院都希望通過高性能集群運(yùn)算平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算能力計(jì)算或模擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)算出來的結(jié)果,來輔助完成學(xué)術(shù)和探索方面的研究和證實(shí)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的此次高性能集群運(yùn)算平臺(tái)搭建,不僅給學(xué)院科研工作者們提供高速、海量的應(yīng)用服務(wù),更好地幫助了學(xué)院各科研工作者們從事生物信息研究,同時(shí)也將為其他兄弟院校提供了一個(gè)很好的信息化建設(shè)模版。


      項(xiàng)目背景


      中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院是國(guó)家生命科學(xué)高層次專業(yè)人才的培養(yǎng)基地,同時(shí)也是生命科學(xué)重要的科學(xué)研究基地。目前,承擔(dān)科研項(xiàng)目87項(xiàng),其中國(guó)家及國(guó)務(wù)院各部門項(xiàng)目43項(xiàng),國(guó)家自然科學(xué)基金24項(xiàng)。結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、五個(gè)青年科學(xué)家小組已進(jìn)入科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新Ⅰ期工程,學(xué)院還承擔(dān)了國(guó)家“973”、“863”項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目,以及科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新重大項(xiàng)目等科研任務(wù)。


      需求分析


      中科大生命科學(xué)院聚集著大量的專業(yè)人才,也擔(dān)負(fù)著眾多國(guó)家科研任務(wù)。因此,為這些人才提供一個(gè)信息平臺(tái),通過系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算能力計(jì)算或模擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)算出來的結(jié)果,來輔助他們完成學(xué)術(shù)和探索方面的研究和證實(shí),成為學(xué)院要解決的首先問題。其次,很多科研課題研究都具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫需求,新的運(yùn)算平臺(tái)要提供網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)以及核心數(shù)據(jù)的備份。再次,科技的進(jìn)步促使現(xiàn)在的應(yīng)用程序及軟件對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)環(huán)境的要求越來越高,加之科研單位的特殊要求使得運(yùn)行這些高性能要求應(yīng)用程序及軟件成為必須,所以建設(shè)高性能集群運(yùn)算平臺(tái)也是適應(yīng)不斷擴(kuò)張的應(yīng)用需求和不斷升級(jí)更新的應(yīng)用軟件需求。此外,該平臺(tái)還需要充分利用學(xué)?,F(xiàn)有的計(jì)算資源,在最短的時(shí)間內(nèi)完成最大的計(jì)算量;需要提供超大內(nèi)存支持及更大的磁盤存儲(chǔ)容量,以提高性能;需要提供足夠的系統(tǒng)帶寬,使其能夠以最快的速度傳輸信息;還必須在整個(gè)平臺(tái)的搭建中體現(xiàn)出更高的性價(jià)比,以節(jié)省中科大生命科學(xué)院的項(xiàng)目建設(shè)支出。


      方案描述


      為迎合高校學(xué)科對(duì)高性能計(jì)算的要求,并降低高??傮w硬件成本,為高校直接創(chuàng)造價(jià)值,華碩為中科大構(gòu)建了以RS161-E4/PA2為核心應(yīng)用的高性能集群運(yùn)算平臺(tái)。該平臺(tái)由16臺(tái)高性能的華碩RS161-E4/PA2、高速計(jì)算網(wǎng)絡(luò)連接到一起組成,并通過監(jiān)控系統(tǒng)和一組集群管理軟件對(duì)其進(jìn)行有序管理。其基本體系結(jié)構(gòu)如下圖所示:
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:



華碩 RS161-E4/PA2 基于兩顆雙核AMD Opteron™ 2000 系列處理器支持Direct Connect架構(gòu)。AMD64技術(shù)一直以 Direct Connect 架構(gòu)為特點(diǎn),該架構(gòu)是以用戶為中心的架構(gòu)設(shè)計(jì),能夠極大提供整體性能,通過AMD 革命性的 Direct Connect 架構(gòu)消除了原有前端總線架構(gòu)的瓶頸,為用戶帶來了全面的系統(tǒng)效能;AMD 64和AMD-V™ 技術(shù)也在64位運(yùn)算環(huán)境下為用戶應(yīng)用提供了超大內(nèi)存空間及更高的系統(tǒng)效能。
除系統(tǒng)處理性能的大幅提升,AMD SOCKET F平臺(tái)還支持平滑過渡到四核,其強(qiáng)大的擴(kuò)展能力可見一斑。此外,支持兩個(gè) PCI-Express GbE LAN,是最專業(yè)的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接解決方案,并且支持群組與失效轉(zhuǎn)移功能,大大地增加了帶寬和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
RS161-E4/PA2 支持雙通道DDRII 533/ 667 內(nèi)存(共8根內(nèi)存插槽,容量高達(dá)32GB),內(nèi)建RAID0、1功能,不需另外購買RAID卡即可獲得可靠的性能保護(hù)。與上一代 Opteron™ DDR 400內(nèi)存平臺(tái)相比較,最新的DDRII 技術(shù)極大地提升了內(nèi)存的效能,超大的內(nèi)存容量可以滿足用戶對(duì)運(yùn)算環(huán)境嚴(yán)苛的要求。
此外,這款服務(wù)器產(chǎn)品配備了華碩特有的網(wǎng)頁式管理軟件ASWM,方便用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理服務(wù)器,而華碩產(chǎn)品一貫的高品質(zhì)和完善的售后服務(wù),也讓免去了用戶的后顧之憂。
實(shí)施效果
作為系統(tǒng)核心應(yīng)用的華碩RS161-E4/PA2因?yàn)榫哂谐霰姷南到y(tǒng)性能、超大內(nèi)存空間、強(qiáng)大的擴(kuò)展能力以及完善的數(shù)據(jù)安全保障及高穩(wěn)定性,所以能夠完全滿足中科大生命科學(xué)院對(duì)于科研應(yīng)用平臺(tái)高性能、高可用性、高可擴(kuò)展性、高性價(jià)比等要求,為科研工作提供了充足的、高密度的計(jì)算資源。據(jù)用戶介紹,自該平臺(tái)建成以來為研究人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)運(yùn)算提供了強(qiáng)有力的支持,加快了科學(xué)研究和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的進(jìn)程,而華碩服務(wù)器作為平臺(tái)的核心設(shè)備,在系統(tǒng)運(yùn)行中表現(xiàn)出的超高性能和高穩(wěn)定性,通過了實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn),從而到了全院各科研課題組的一致肯定。

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