华为高性能计算解决方案.ppt
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1、华为高性能计算解决方案,1.1 HPC概述,高性能计算系统概述,以计算为目的,使用了很多处理器的单个计算机系统或者使用了多台计算机集群的计算系统和环境,什么是高性能计算,高性能计算系统的应用领域,气象环境 中尺度、中长期预报、海洋、环境预报,动漫渲染图像处理、高清视频、三维渲染,石油勘探 地震资料处理、地震资料解释、油藏模拟,生命科学 序列比对、分子对接、分子动力学,CAE仿真 结构分析、流体分析、电磁场分析,物理化学 量子力学、分子力学、蒙特卡罗分析,高性能计算 应用领域,高性能计算系统组成,Application : 计算应用,Scalable File System: 集群存储,Midd
2、leware: 计算通信中间件,Development Tools: 开发工具,Operating System: 集群操作系统,Interconnect: 高速计算互联设备,Server: 节点服务器,Storage: 硬件存储设备,高性能计算系统的发展趋势,世界第一的超级计算机最大计算能力,TOP 500单位能耗计算能力,Source: Top500官网,计算能力每年成倍增长,单位能耗计算能力快速提高,MFlops/Watt,高性能计算系统的发展趋势,Source: Top500官网,计算功耗逐年增加,Source: InterSect360,电力和冷却占整体机房设施费用70%以上,X86
3、,Linux,刀片系统,高速网络占据主流,高性能计算系统的发展趋势,100%75%50%25%,全球TOP 500 高性能计算机的使用情况,高性能计算发展中遇到的挑战,1.2 华为All-in-one高性能计算解决方案,集群管理 业务管理,刀片节点,IB/10GE交换机,IB/10GE 业务网络,GE管理监控网络,计算集群,GPGPU,机架,存储集群,GE交换机,机柜存储,Phi,机架存储,固态存储,模块化数据中心,集装数据中心,交换网络,管理节点,华为高性能计算解决方案示意图,并行文件系统,并行环境,系统部署,定制开发,备份恢复,编译开发环境,行业应用,服务平台,CAE/CFD,生命科学,石
4、油勘探,动漫渲染,气象环境,科研教育,GPGPU,机架,机柜存储,Phi,机架存储,固态存储,GE交换机,IB/10GE交换机,刀片,Windows,Linux,CentOS,+,计 算,存 储,网 络,硬件资源,操作系统,计算环境,系统环境,高性能集群管理软件,CHESS,PBS Works,Platform,J H Scheduler,炫云,Bright,集群管理,集装数据中心,模块化数据中心,基础设施,华为高性能计算解决方案全景图,大型,中型,小型,All In Chassis,All In Rack,All In Room,高效敏捷统一管理适配业务特征,高度集成 快速部署 一体化设计,
5、按需部署 高效节能 节约投资,华为高性能计算解决方案交付形态,All In Chassis解决方案:高度融合高密计算、大容量存储和高带宽网络,特性说明 12U 8/16/32刀片,单框64个至强处理器,浮点计算能力达16.5T FLOPS 单框12TB高性价比内存,虚拟化和大数据分析轻松应对 单框15.6Tbps背板带宽,数据库集群极速互连 支持InfiniBand QDR/FDR ,支持IB EDR演进 支持GPGPU辅助加速计算 主要应用场景 小型超算用户:例如普通大学超算中心、各部委科研所、各地动画基地渲染农场等,计算节点,储存节点,交换模块,All-In-Chassis:小型HPC系统
6、解决方案,All-In-Chassis 标准配置,机框,一体化HPC解决方案,预安装华为 集群管理软件 计算能力: 10.6 TFLOPS, 存储能力:13.5TB ,最大功耗: 10KW,特性说明 一体化集成、快速部署 机柜42U、24U可选,交付周期短 高度集成服务器、路由器、交换机、UPS、配电单元、监控单元、PDU、散热系统于一体、即插即用 模块化设计、灵活扩容 模块化架构,IT机柜、网络机柜、电池柜功能柜按基本单元灵活组合 UPS、电池包、配电盒等采用标准19”插框设备,按需部署 智能高效,绿色节能 采取机柜自然通风散热,节能环保; 排风风扇采用直流变速风机,根据环温动态调节转速,高
7、效节能 主要应用场景 中小企业IT应用、大型企业分支、电子校园等,All-In-Rack一柜式HPC解决方案,高集成度设计,集成基础设施,IT设备于一柜,即插即用,All-In-Rack:中型HPC解决方案,All-In-Rack 标准配置,计算能力: 33TFLOPS 存储能力: 144TB 最大功耗: 25KW,机柜,特性说明 适应性强,空间利用最大化 最低只需2.6m的安装层高 通过单双排灵活排列,最大化利用空间按需部署,快速便捷 通过工厂预制与标准化的接口,1周内即可完成现场安装,部署速度提升50% 模块化架构,高效节能 满足高能效低PUE 行级空调、模块化UPS、密闭通道、高集成配电
8、柜的联合应用使PUE降至1.5以下 主要应用场景 定位大中型数据中心,可广泛应用于政务网、教育医疗、中小企业、大型公司分支机构、呼叫中心和金融网点等,采用All-In-Room模块化设计理念,实现快速建设,按需部署,高效智能,单排,双排,All-In-Room:大型模块化机房HPC解决方案,All-In-Room 标准配置,中型模块化机房,22 标准机柜(42U), 最大可扩展到28个 最小PUE 1.3 整体IT功耗:133KW,输入配电柜,输出配电柜,电池,空调,计算柜,空调,存储柜,空调,空调,空调,计算柜,计算柜,GPU 柜,胖节点柜,网络柜,密闭冷通道,计算能力: 187 TFLOP
9、S 322 nodes 存储能力: 1PB,IO 能力:12GB/s,空调,UPS,6600 mm,3600 mm,2.1 华为高性能计算解决方案部件,计算,高性能集群管理软件,IT 硬件,集群管理软件,基础设施,机房,机柜,存储,网络,华为高性能计算解决方案主要部件,2.1 华为高性能计算解决方案IT硬件,硬件之计算设备华为服务器产品全景图,Blade server E6000,Converged infrastructure blade server E9000,2U 2/4 nodes X6000,Cabinet server X8000 44U,CH121,CH220/221,CH22
10、2,CH240,XH310/311,XH320,XH621,BH620,BH622,BH640,1U 2P RH1288,2U 2P RH2285,2U 2P RH2288,2U 4P RH2485,2U 4P RH2488,4U 4P RH5885,8U 8P RH8100,CH242,BH621,DH310,DH320,DH628,CH140,刀片 服务器,高密度 服务器,机架服务器,HPC计算节点,简单-深度融合计算、存储和网络。快速部署,使部署周期从几周缩短到几天,高效- 计算密度提升66%,虚拟机数量提升30%,数据库应用性能提升4倍,节约-支持未来三代处理器和未来十年网络技术的演进
11、,64CPU/12U,No.1 计算密度(2S),15.6 Tbps,No.1 背板交换带宽,15 TB,No.1 单存储刀片容量,40 C,No.1 可靠性,计算设备刀片服务器E9000:融合架构服务器,高密刀片:CH140,标准刀片:CH121,计算型节点,刀片服务器:CH221,机架服务器:RH2288H,GPU节点,刀片服务器:CH222,机架服务器:RH2285,存储型节点,CH240,CH242,胖节点,OceanStor S2200T,OceanStor 18000 Series,企业级存储,固态存储,OceanStor N8500,OceanStor S2600T/S5500T
12、/S5600T/S5800T,中低端统一存储,OceanStor CSE(数据服务),OceanStor ReplicationDirector (灾难恢复),OceanStor S6800T,OceanStor 9000,OceanStor DeviceManager (设备管理),eSight(存储资源管理),入门级存储,大数据存储,软 件 产 品,硬 件 产 品,OceanStor Dorado2100 G2/5100,硬件之存储设备,55 TBNo.1 全局缓存,创新的架构-业界首创的存储、分析、归档全融合架构,信息全生命周期管理。 创记录的性能-五百万OPS,性能业界3倍。百GB级吞
13、吐量,并发速度提升2倍 良好的扩展性-分布式文件系统,支持最大288节点扩展,200 GB/sNo.1 吞吐量,5,000,000 OPSNo.1 性能,288 nodesNo.1 扩展性,40 PBNo.1 容量,Industrys fastest big data storage platform,5,000,000 OPS,200 GB/s,288 nodes,40 PB,55 TB,大数据存储设备:OceanStor 9000,Lustre 并行存储方案,NFS 集中存储方案,NAS 一体化存储方案,存储方案,S2600T,OSS Pair,active,MDS Pair,Standb
14、y,InfiniBand/10GE交换机,千兆系统管理网,I/O网络,FC存储网,系统管理网络,active,active,OSS Pair,active,active,S5600T,方案描述 IO节点+FC SAN全冗余架构 MDS及OSS均采用RH22885HV2机架服务器 S2600T存放元数据,盘控一体,配置12块600G 15K SAS高速硬盘,做RAID10 每个S5600T配置60块2TB NL SAS大容量硬盘,做6组RAID6(8+2),存储对象数据 服务器和FC SAN都采用FC直连,模块化扩展,每个S5600T模块可提供2GB/s的访问带宽 存储热备盘另配.,Lustre
15、并行存储方案,RH2285 V2,RH2285 V2,heartbeat,Mana/fence device,IB/10GE,GE,Fiber Channel,计算网络,S2600T,磁盘框,MiniSAS Cable,高可靠、高性能NFS存储方案。,NFS集中存储方案,Lustre一体化方案,优化的商用Lustre文件系统,强大的界面管理工具,化繁为简,高性价比,服务器集成LSI MegaRAID HA控制卡,直连6G SAS JBOD,模块化设计,容量和性能随模块增加而扩展,1U服务器和4U 75盘高密JBOD,提供高达300T的裸容量。,高扩展性,高密设计,高易用性,Metadata S
16、erver,Object Storage Server,Object Storage Server,Object Storage Server,Object Storage Server,刀片集群,机架集群,管理节点,Lustre Client,Lustre Client,Lustre Client,QLogic网络,CE12812,CE12808,CE12804,CE5800,CE6800,旗舰级核心交换机,高性能TOR交换机,S6700,S5700,以太网交换机,IB交换机,S7600,Mellonax :MIS51xx MIS52xx MIS65xx,Mellonax: MIS50xx
17、MIS60xx Intel 12200,ADAPTERS,SWITCHES,CABLES,SOFTWARE,硬件之网络外部交换机,网络 E9000:提供HPC应用主流交换模块,典型组网拓扑,结构系统,通道,IDS1000-A,IDS1000-C,室外场景: 集装箱数据中心,IDS2000-S,IDS2000-M,IDS2000-L,室内场景: 模块化数据中心,方案,产品,技术,柔性架构,精确制冷,智能管理,高效供配电,供配电系统,制冷系统,冷冻水型,风冷型,软件平台+ 硬件,管理系统,UPS,PDU,机柜,硬件之机房,模块化架构,IT机柜、网络机柜、电池柜功能柜按基本单元灵活组合 UPS、电池
18、包、配电盒等采用标准19”插框设备,按需部署,灵活扩容,模块化,一体化,机柜42U、24U可选,交付周期短、快速部署 高度集成服务器、路由器、交换机、UPS、配电单元、监控单元、PDU、散热系统于一体、即插即用,绿色化,采取机柜自然通风散热,节能环保; 排风风扇采用直流变速风机,根据环温动态调节转速,高效节能,高集成度设计,集成基础设施,IT设备于一柜,即插即用,机柜,2.2 华为高性能计算解决方案软件,功能完备的集群管理和部署工具 可视化工作流工具,支持自定义流程 智能的能耗管理和灵活的调度策略,高效,易用,友好的图形化统一管理界面 完善的作业管理和调度功能 支持多种类型的并行计算任务,可靠
19、,支持1000节点以上中大规模运算 管理节点互备,快速故障恢复 运算过程checkpoint,单点故障后续算,专业,7*24小时专业支持服务 遍布全球的售后支持网络 定制化服务,集群管理软件,Web service interface,Web portal /CLI,HTTP/SSH,HTTP/HTTPS,RHEL 5.x/6.x,SLES 11.x,CentOS 5.x/6.x,生物制药,仿真,动漫渲染,石油勘探,预集成行业应用软件,集中调度管理,维护 简单,定制开发,并行库,数学库,编译器,调试器,作业调度,集群监控,能耗管理,告警管理,集群管理,用户管理,记帐统计,安装部署,模块化,可扩
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