中南大學高性能計算平台

中南大學高性能計算中心（以下簡稱HPC中心）於2009年依託“985工程”建設項目成立，是中南大學信息與網路中心的下屬機構，負責中南大學高性能計算平台的運維和管理。作為一個開放性公共基礎設施，中南大學高性能計算平台面向全校師生提供科學和工程領域的高性能計算服務。高性能計算中心同時還參與了中國教育科研格線（ChinaGrid）二期的建設並成為其重要節點。

基本介紹

• 中文名：中南大學高性能計算平台
• 外文名：High Performance Computing Center of CSU
• 所屬地區：中南大學
• 開放狀態：開放性
• 類型：提供工程和科學計算服務

中心建設

作為教育部直屬、國家“211工程”和“985工程”部省重點共建的高水平大學，中南大學所擁有的材料、礦業、機械、交通運輸與土木工程等國家重點學科及學校的大部分理學、工學、醫學學科對高性能計算都具有迫切的現實需求。為了滿足學校科研工作的需求，促進高性能計算套用的發展，2008年9月，中南大學“高性能格線計算平台”正式列入學校“985工程”建設項目。通過前期的校內需求調研、校外的考察以及與HPC各大廠商的充分溝通，確定了解決方案。經湖南省招標有限責任公司招標，最終曙光信息產業股份有限公司中標。2009年12月硬體設備到貨，經過系統測試、調優及內部試運行後，於2010年2月1日開始提供試運行服務。2010年2月正式面向全校師生提供計算服務。HPC平台的雙精度浮點運算能力為十萬億次/秒，進入2009年11月的中國高性能計算Top100排行榜，位列全國高校第8位。

工作職能

高性能計算平台的發展戰略制定，提出HPC平台硬體系統、軟體系統（作業系統、編譯環境和作業調度系統）、套用軟體和安全策略的解決方案並予以實施；

高性能計算平台和ChinaGrid二期中南大學節點的日常管理和運行維護；

高性能計算相關技術諮詢和託管服務，解決用戶在具體套用中遇到的各類問題；

高性能計算用戶的註冊和管理，配合學校計畫財務處的收費管理；

高性能計算相關的科研、用戶培訓、技術交流和對外合作；

高性能計算入口網站的建設與管理，包括平台概況，平台公告、平台新聞、業界動態、計算統計、服務指南、經驗交流、典型套用、資源下載和FAQ欄目的內容更新、發布；

高性能計算入口網站後台的管理維護和數據備份工作。

計算資源

1）曙光計算集群：10T計算能力，68T存儲，78個刀片伺服器，每個刀片節點配置4個4核低功耗AMD CPU,32G記憶體，3台SMP胖節點，每個胖節點配置8個4核低功耗AMD CPU，64G記憶體，20Gb InfiniBand高速計算網路互聯。

2）ChinaGrid二期浪潮計算集群：3T計算能力，18T存儲，10個刀片伺服器，每個刀片伺服器配置2個8核Intel Xeon CPU,64GB記憶體，千兆網路互聯。

3）託管計算集群：4.36T計算能力，26個刀片伺服器，10個每塊刀片2個8核AMD CPU，32G記憶體；16個每塊刀片2個4核Intel CPU，8G記憶體，12台2U機架式伺服器，12*16GB記憶體；3台4U機架式伺服器，3*24GB記憶體，千兆網路互聯。

各類計算資源互聯後，計算中心聚合計算能力達17T，存儲空間78T。

服務指南

用戶管理：

受理、審核用戶註冊申請；

設定和分發用戶名和賬號；

受理用戶的技術諮詢和投訴。

技術支持：

用戶自購商業專業套用軟體的遷移；用戶在套用中遇到的相關問題的日常諮詢服務；針對個性化需求的用戶提供專項VIP服務；針對校內外高性能計算相關領域開展合作研究的用戶提供諮詢服務；數學建模、算法設計的技術支持和合作研發；本地、遠程套用環境解決的方案諮詢和技術支持；支持、協助或與用戶合作申報與HPC相關的各類科研項目。

計算項目（部分）

學院	項目來源
物理科學與技術學院	國家自然科學青年基金項目
化學化工學院	國家自然科學基金重大培育計畫
土木建築學院	國家重點基礎研究發展規劃（"973"計畫）
資源加工與生物工程學院	國家十一五科技支撐計畫
能源科學與工程學院	國家留學回國基金項目
粉末冶金研究院	國家科技重大專項
冶金科學與工程學院	國家傑出青年科學基金
化學化工學院	國家高技術研究發展計畫("863"計畫)
材料科學與工程學院	國家大學生創新性實驗
粉末冶金研究院	國防基礎科研
土木建築學院	高速鐵路工程結構動力學及關鍵技術研究
資源加工與生物工程學院	高等學校博士學科點專項科研基金
數學科學與計算技術學院	中央高校基本科研業務費專項基金
資源與安全工程學院	中央高校基本科研業務費項目(重點項目)

HPC中心計算項目欄目

學科典型套用

典型套用：中南大學粉末冶金國家重點實驗室杜勇教授科研團隊依託中國教育科研格線（ChinaGrid）二期建設項目材料科學與工程重點學科格線平台完成了“高性能材料多尺度設計及其套用研究”，杜勇教授於2003年2月回國後組建了材料設計及製備科學中心，該中心團隊由2名教授、2名副教授、2名講師、48位研究生組成，黃伯雲院士、黃培雲院士、金展鵬院士任科學中心學術顧問。

研究內容：“高性能材料多尺度設計及其套用研究”是揭示與掌握多元多相金屬材料製備過程中組織結構演變及其與力學性能的量化規律，是材料科學研究的核心內容，是實現材料性能重大突破的關鍵。採用相圖計算、第一原理計算、擴散模擬、相場模擬、連續介質力學模擬等計算方法同相關的實驗方法相結合，發展了對種高性能材料的熱力學、動力學、微觀結構演變以及力學性能等進行半定量或定量描述的科學方法。本研究工作可望為改善現用高性能材料的組織結構和提高其力學性能奠定重要的理論基礎，並使材料製備全過程中組織結構演變的定量描述及其與力學行為定量關係的研究前進關鍵的一步。

基層調研

高性能計算與材料設計的對話

高性能計算與生物信息學的對話

高性能計算與現代中藥研究的對話

高性能計算與土木工程的對話

用戶培訓

2010年3月15-17日，計算中心會同曙光信息產業（北京）有限公司開展了高性能計算培訓，培訓內容涉及高性能計算基礎入門、Linux作業系統初級、軟體編譯、作業提交、Gridview使用與配置以及CAE/CFD、材料/物理/化學等多學科通用軟體套用等。參加培訓的來賓共168人。

2010年6月22日，中心聯合北京宏劍公司在校本部逸夫樓402教室就材料模擬軟體MedeA、VASP、納米器件軟體ATK、第一原理研究軟體ADF的安裝調試進行了培訓，參會人數總計98人。

2010年6月30日，中心會同曙光信息產業（北京）有限公司在校本部逸夫樓402教室就CAE、ANSYS、ABAQUS、FLUENT高性能計算套用軟體的套用進行了培訓，參與人數總計96人。

2010年7月2日，中心邀請創騰科技有限公司在校本部逸夫樓402教室就Materials Studio5.0軟體在光電材料、合金材料、化學研究中的套用開展專題學術交流，參加講座的來賓共65人。

2010年11月23日，中心在校本部逸夫樓402教室舉行高性能計算培訓，培訓內容涉及高性能計算集群的管理和運維、集群安全、I/O硬體加速技術、網路內容監控系統、新一代並行存儲系統、自主CPU構建高性能計算集群，總計參與人數達61人。

2011年1月14日，高性能計算中心特邀請曙光信息產業（北京）有限公司的GPU計算領域資深專家何牧君博士就GPU計算與該校師生開展專題學術講座和交流。2011年5月19日，中心邀請創騰科技有限公司高級技術支持專家代亞東博士在校本部逸夫樓402教室就Materials Studio軟體的套用開展專題學術交流，參加講座的來賓共48人，分別來自該校9個二級學院（46名）和湘潭的高校（2名）。

2012年4月16-17日，中心邀請比利時FFT公司高級工程師周澤，北京海基科技有限責任公司副總經理魏隨利及高級工程師龔明在校本部逸夫樓402教室就計算聲學模擬軟體ACTRAN，多物理場耦合接口軟體MPCCI，計算顆粒流體力學軟體Barracuda和離散元模擬軟體EDEM以及過程模擬軟體gPROMS的技術特色和工程套用開展專題學術交流，參加講座的來賓共76人，分別來自該校10個二級學院（59名）和國防科技大學（7名）、湖南大學（4名）湘潭大學（1名）以及國家燒結球團裝備系統工程技術研究中心（4名）。

2013年6月19~20日，中心在校本部科教北樓403多媒體錄播室舉行高性能計算培訓，培訓內容涉及集群基礎知識、並行程式設計、GPU編程以及MIC編程，四場培訓總計參與人數達126人。

2013年11月14-15日，計算中心聯合北京宏劍公司在校本部科教北樓403多媒體錄播室舉行了“全國第六屆電子輸運理論和納米電子器件模擬技術講習班暨ATK軟體培訓班”，本次培訓班特邀QuantumWise A/S 公司創始人、ATK軟體開發者、哥本哈根大學Kurt教授及其研發團隊等親臨現場為大家授課。來自全國27所高等院校和科研單位的科研人員和師生進行了培訓，總計87人。

對外交流和合作

桂林電子科技大學專家到我中心參觀、交流

湖南省高校網路中心領導到我中心指導工作

高校教育信息化專家到我中心指導工作

學校領導、兄弟院校專家參觀高性能計算平台

廣西大學高性能計算專家來該校交流

天津~北京HPC之行側記

中國教育科研格線二期

中國教育科研格線（ChinaGrid）二期建設項目是“十一五”211工程高等教育公共服務體系建設的重要內容，項目建設任務由華中科技大學、清華大學等42所高等學校共同承擔，建設內容主要包括格線資源建設、重點學科格線平台與典型套用建設和公共支撐平台建設。

2011年3月24日，國家發展改革委批准了ChinaGrid二期建設項目可研報告。4月1日，教育部科學技術司轉發了國家發展改革委的批覆。
2012年，HPC中心派員參加了ChinaGrid二期建設西安工作會議和武漢項目專家評審會，並根據學校的學科特點，參與ChinaGrid二期“材料科學與工程重點學科格線平台及套用建設”項目，確定了“高性能材料多尺度設計及套用研究”作為該校的典型套用。

2013年3月15日，ChinaGrid二期建設項目“材料科學與工程重點學科格線平台及套用建設”設備到貨，經過兩天的緊張工作，硬體部署、OS安裝、編譯環境安裝配置、網路配置、網路接入等順利完成，套用軟體的編譯、安裝、調試、配置和HPC Linpack測試也如期完工，3月18日投入試運行。3月24日，ChinaGrid專家組在清華大學召開了中國教育科研格線（ChinaGrid）二期建設項目中期檢查會。專家組聽取了中南大學承擔的材料科學與工程重點學科格線平台建設及其套用項目的進展匯報，該校信息與網路中心高性能計算部門負責人代表項目承擔單位就系統部署、典型套用和學科資料庫、雲平台電子資源等方面和進行了答辯，同時就ChinaGrid的可持續發展提出了建議。專家組對中南大學所做的工作給予了好評。

部署在該校的ChinaGrid二期整套集群系統包括9台計算節點，1台管理節點和1台存儲節點，管理、計算和監控交換機各一台，KVM系統一套。整套系統雙精度浮點運算理論峰值為合計2.995T，存儲空間18TB。

新聞報導

該校十萬億次高性能計算平台試運行狀況良好

參加CERNET第十七屆學術年會的代表考察HPC中心

教育部副部長杜占元一行來校考察

該校多學科高性能計算套用漸入佳境

花絮：停電對HPC系統的影響及應對實錄