创新架构，曙光为我国规模最大的重离子加速器提供高性能计算解决方案

赵岗皎

(发表于: 中科曙光股吧更新时间: )

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创新架构，曙光为我国规模最大的重离子加速器提供高性能计算解决方案

创新架构，曙光为我国规模最大的重离子加速器提供高性能计算解决方案2016-04-12 Sugon 中科曙光点击上方 ↑ "中科曙光"一键关注所谓重离子，就是比质子重的带电粒子，通常包含带电的氦、碳及氖离子等。20世纪60年代以来，重离子加速器迅速发展，原子核物理开拓了一个蓬勃发展的新领域——重离子物理。通过大型加速器加速重离子至接近光速，使其处于高能状态形成重离子束，能够实现有效的肿瘤癌症治疗。此外在原子物理、材料科学、生命科学、新能源研究、天体物理等领域，重离子束也有着广泛的应用前景并形成了重要的交叉学科。重离子研究是国家整体科研实力的体现，也是综合国力的标志。为使我国在重离子物理的国际研究前沿领域占有一席之地，国家在中科院兰州近代物理研究所投资建设了兰州重离子加速器（HIRFL）。经过三个大科学工程的建设及多次改进，兰州重离子加速器现已经发展成为我国能量最高、规模最大的重离子研究设备。科学研究需要科学方法。在重离子物理研究领域，散裂反应在ADS工程应用中需要大量的计算程序和软件。而蒙特·卡罗方法（Monte Carlo method）是一种常见的数值计算方法，以概率统计理论为指导，使用随机数解决很多计算问题，在重离子物理学领域应用广泛。其采样越多，越近似最优解；而越多的采样，对计算能力的要求则越高。因此，超级计算已经成为继理论研究和实验研究之后的第三种科学研究方法，渗透到核物理研究的各个领域，成为推动核物理研究的重要力量。可想而知作为我国规模最大的的重离子加速器，兰州重离子加速器的运转必然需要强大可靠的超级计算机提供支持。针对中科院兰州近物所的需求，曙光的工程师在前期进行了大量的测试论证工作，用实际数据证明了GPU产品在核物理研究学科的可行性和通用性。并详细分析了其算法特点和代码运行热点，在曙光XMachine W780深度学习专用机平台上反复实验，凭借全新的NVIDIA K80 GPU惊人的计算能力，算法加速达到期望效果。Tesla K80 GPU 为要求严格的计算任务而设计，具有 24 GB 显存，适合处理需要领先的计算性能以及高数据吞吐量的单精度和双精度工作负载，双核心设计，单卡可以提供1.87T双精度计算能力。在该一体化方案中曙光大胆采用XMachine 8 GPU方案作为计算节点——这是一种全新设计的硬件方案，即在一个双路服务器中同时支持8颗 GPU加速单元。以K80为例，单个服务器可以提供高达15T以上双精度浮点运算能力。相比传统的4 GPU计算节点，新方案可以节省1/2的服务器硬件投入，降低集群整体空间，减少集群网络连接。在预算一定的前提下，可以为用户提供更多的GPU加速器，从而提高整个集群的计算能力。网络方面，采用成熟的IB网路，支持GPU Direct技术。此集群在15年底已经调试完成，顺利承担兰州近物所的科学研究任务，在实际业务中XMachine深度学习平台和GPU的性能获得了高度认可。曙光也将在后续的项目中持续投入研发力量，开发出更多适合物理学应用的新产品，助力中国物理基础科学研究。

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