解決方案

以客戶為中心,提供定制化或一站式的全棧解決方案,賦能千行百業

寶德高性能計算之生命科學解決方案
項目背景

生物信息學(序列搜尋比對分析)

計算為整數計算,基本無浮點計算; 計算的主要特點為頻繁的load 和write(內存的讀寫),意味著需要較大的內存容量和內存帶寬, 需要直連架構CPU;網絡的壓力不大,用最高性價比的千兆網,而不需求使用具有較高價格的Infiniband高速網。

分子動力學

主要是浮點計算為主 ,非常適合大規模并行,但是對網絡需求比較大,節點間需要使用低延時,高帶寬的Infiniband高速網。

分子對接(藥物設計)

計算量非常大,消耗計算機時很多;網絡的性能要求不高,擴展性主要看看配體小分子的數量和它們計算規模的均勻性。

測序儀離線處理

相比計算量,存儲容量需求更大;作業運行需要與作業調度系統結合; 測序離線處理往往有序列拼接的需求,目前最主流的序列拼接軟件denovo為多線程程序,單節點內存容量需求非常大,往往需要達到256G甚至512GB,需要配置大容量內存SMP胖節點。

電子顯微鏡圖象處理

主要為浮點計算,其中大量的單精度FFT計算;軟件加速比完全線性,對網絡依賴低; 軟件內存需求和IO需求較大,一般需要配置并行文件系統; 系統計算量大,計算時間長,系統穩定性,可靠性要求高。

質譜儀原始資料處理

軟件加速比接近線性,對網絡依賴低;系統計算量大,計算時間長,系統穩定性,可靠性要求高。

方案介紹

寶德生命科學高性能計算集群是一個有機的、高性能、高可靠性的集群系統。系統的硬件都選用經過嚴格測試的主流產品,保證系統的可靠性;互聯系統各組件的網絡都是專用的高效網,通過集群核心的管理系統使得整個系統協調一致的運行,如單獨的一臺高性能計算機一樣為用戶提供統一的服務。

該集群向用戶提供一個單一計算機的界面。前置計算機負責與用戶交互,并在接受用戶提交的計算任務后通過調度器程序將任務分配給各個計算節點執行;運行結束后通過前置計算機將結果返回給用戶。程序運行過程中的進程間通信通過專用網絡進行。

方案解析

? 方案計算系統的選擇實現了多樣化,該方案配置10個寶德自研的雙路八核刀片服務器PR8020P。刀片式集群系統在計算密度、功耗散熱、運營成本、維護成本、可靠性等方面,都明顯優于其它系統,且為系統的擴容升級提供了良好的基礎。

計算系統也可采用寶德高性能PR2510P雙路服務器,注重浮點峰值和內存性能。對于大內存的需求,采用寶德自研八路PR8800G SMP服務器,采用了因特爾至強E7 v4處理器。

互聯系統各組件的網絡都是專用的高效網絡,通過集群核心的管理系統使得整個系統協調一致的運行。

方案優勢
  • 高性能、靈活

    能為苛刻的生命科學計算提供高浮點運算性能,計算集群可靈活采用多種計算系統

  • 高帶寬、低延遲

    計算網絡采用高速的EDR 100Gb IB網絡互聯,確保用戶的計算任務在運行過程中不受網絡帶寬的限制,延遲低速度快。兩層高速網絡保障集群中所有節點無阻塞、全線速的運行,可充分滿足高速互聯的需求。

  • 高可靠性

    主要產品都采用了冗余設計(電源、風扇等),存儲系統采用雙鏈路冗余設計,系統的可靠性有較高保證

  • 高可擴展性

    GPU節點、存儲節點、計算節點等有很高的擴展性,既能滿足現階段的業務要求,也能更具未來業務量的增長進行升級和擴容。

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