随着数字化的深入,科研教育进入了信息化时代。在科研项目的推广过程中,往往会面临大量的运算场景,如模拟、数据建模、渲染等复杂的数据密集型计算任务。此时,如果使用单一的通用物理计算,计算数据量庞大,计算能力性能有限,计算效率大幅度降低,计算完全无法实行。HPC高性能计算组的出现,通过整合多个单元的计算能力,打破了计算能力性能的局限性,成为科研攻势不可或缺的工具。
2020年,业内首次发表了具有自由弹性、超计算能力的启慧科研云,启慧科研云超计算能力的背后是自主开发的第一代高性能计算产品UHPC。与传统的HPC超计算数据中心相比,基于云的UHPC具有大量资源、弹性扩展、灵活配置、数据安全等优点。为了满足更复杂场景的科学研究攻势,最近发表了为科学研究量身定制的下一代超计算产品,UHPC正式更名为lsquo云极rsquo的高性能计算为EPC(以下简称UCloudePC)。
云极旨在为用户提供基于公有云技术的超高性能算力体验。相比上代产品只提供单一快杰云主机机型,UCloud EPC新增快杰裸金属云主机、快杰Lite云主机两款超算机型:
gt; 快杰裸金属云主机基于NVIDIA最新系列 BlueField DPU打造,通过DPU集成的多核ARM CPU,快速将快杰云主机的基础架构软件从x86迁移到DPU中,在减少宿主服务器CPU系统资源占用率的同时,有效提升CPU性能稳定性,让快杰裸金属云主机在具备快杰云主机弹性灵活高性能诸多特性的同时,做到了物理机级别的资源隔离。速杰裸金属云主机目前可提供最高规格为CPU、96核心、内存576GB的实例。
gt;快捷Lite云主机采用Ampere的Altra处理器,基于ARMv8.2指令集,使用着名的Phoronix测试套件PTS测试HPCG(HighperformanceConjugradients,高度约克梯度)成绩为20.77GFLOP/s,比同规格的快捷云主机(x86架构)性能提高40%。快杰Lite云主机在生物信息学、空气动力学模拟、气象预测模拟等超计算应用场景中,优势更加突出。
对于业内HPC在科研场景中遇到的一些问题,UCloudEPC还进行了两项优化:
对于普通云盘性能弱、RSSD云盘存储费用高的问题,UCloudEPC增加了高效云盘和网络文件存储的支持其中,新上线的网络文件存储支持标准原始的SMB-3.1文件访问协议,同时支持linux系统和Windows系统。网络文件存储内网接入带宽为25Gbps的RDMA高速网络;客户端访问网络文件存储实际带宽可达400MB/s。
针对科研计算数据上传下载过程中的网络传输优化,UCloud EPC新增对教育网专线的接入与盘柜直通租赁服务,以及针对百度云盘和钉钉网盘两款主流网盘客户端的定向加速。用户只需通过专属域名(instance_name.edu.ucloud.cn)即可实现就近接入教育网络专线,并高速访问UCloud EPC云主机。用户还可以根据自己的数据规模(1TB以内的数据建议使用云主机专用域名、百度云盘或钉网盘1TB以上的数据建议使用盘租赁),通过多种方法和途径,将数据快速上传到UCloudEPC进行科学计算。计算完成后,也可以通过上述渠道快速转移计算结果,大大提高数据云下云的效率,加快科研过程。
以当地机房、硬件配置、内外隔离为特征的科学研究机构的传统IT结构,已经不能满足科学研究场景的弹性扩张、域协、灵活配置的需求。以云计算为基础的UCloudePC,通过性能强、效率优艾设计网_设计LOGO合作、灵活配置的高性能计算方案,打破科研计算能力的瓶颈,释放科研发展的活力。具体而言,相比科研机构传统IT及普通HPC,UCloud EPC具有以下三大优势
一、性能强大、提升效率
UCloud EPC 搭载业内最新一代CPU、GPU芯片,以高性能快杰云主机、快杰裸金属为基座,可秒级快速启动HPC集群。EPC与大数据、AI等产品相结合,提高科研算力和算法创新。
二、高效合作、数据安全
科研机构的传统IT结构,通常使用科研机构和高中内部机房,校园网与外部网隔离,无法与外部科研团队和机构高效合作。UCloudEPC基于优秀的公共云平台,在能够实现跨地区合作、多团队合作的同时,公共云安全对策的严格保护也避免了过去当地机械室容易受到攻击和硬件损伤等数据安全问题。
三、灵活配置、降低成本
使用UCloudePC,科研机构不需要一次购买大量硬件,可以根据计算能力的使用需求灵活配置,根据实际使用量支付费用UCloudEPC与优秀的云原生、数据分析、AI产品相结合,可以提高研究开发效率,降低运输成本。
UCloud EPC助力高校科研应用创新
目前,UCloud EPC已为多个科研教育项目的落地以及传统IT架构HPC上云提供服务:
哈尔滨某高校科研教育项目
哈尔滨某高校科研团队在遇到本地计算资源不足、计算性能不高等瓶颈后,主动联系优刻得寻求超算性能方案。利用高性能的UCloudEPC快速裸金属云主机,灵活的UCloudEPC快速云主机,同样的CFD算例,转移到云上后,速度达到当地高性能站的2倍,本来至少10天以上的计算任务UCloudEPC推进科研项目,加快科研成果。
上海某大学科研教育项目
上海某大学科研团队开展大规模流体固体耦合计算进行科研攻关时,对耦合计算要求高性能CPU、大内存和大容量存储提出了更高的要求,但当地服务器资源紧张、配置固化、不易扩展,严重约束了科研工作的开展。知道UCloudEPC快捷版云主机配备了最新一代的高性能芯片,具有内存指定、内存支持热扩张等灵活性,科研团队决定迅速上云,最终该科研项目本来就需要20天以上的耦合计算
江苏某大学科研项目
江苏某大学材料研究团队在科研攻关过程中,需要进行大体系的计算。当地集群资源不足,限制了计算速度的校区转移,物理机柜在转移过程中不能使用。计算慢,但科学研究速度不慢的橱柜停了,但科学研究的工作不停。UCloudEPC强大的计算能力性能和灵活易于配置的特点有效解决了两个问题,客户经过短期试运行材料学计算软件,证明了性能优于当地计算资源。很快开展了长周期、大负荷的高性能计算。
上海某高中生命科研项目
冷冻镜成为生命科研的重器和工具,上海某高中走在冷冻镜领域的前沿。冷冻电镜离不开高性能计算,大量电镜数据需要利用Relion等应用软件进行分析和处理。高性能CPUGPU异构计算能力显着提高了Relion的运行速度。此外,针对TB级计算数据的迁移,优刻得为用户提供了方便快捷的线下迁移服务,做到了TB级数据一站式上云、异构计算工作快速展开。UCloud EPC一站式服务,助推前沿科技研究。
华中某高校耦合计算项目
多物理场景耦合计算成为机械工程、航空宇宙等领域的核心手段。但在耦合计算过程中,对计算能力性能有很高的要求。华中某高校课题组在耦合计算时遇到了当地资源不足的问题。借助UCloudEPC的超计算性能,突破了原有的计算瓶颈,实现了工程应用水平的耦合计算,在短时间内成功提供了高质量的科研成果。UCloudEPC为该高中科研团队消除了计算能力障碍,构筑了性能超计算平台。
蓝威技术传统HPC云项目:
蓝威技术是工程模拟领域的创新企业,致力于为客户提供SaaS化开箱即用的工程HPC服务。UCloudEPC灵活配置(资源随时供应,灵活调整)、高性能(云主机性能优于原物理机器的30%)、弹性(大业务到来时随时启动新集团,最终用户无需排队)、顺利连接(跨域网比之前传统架构的部署模式,性能提升30%,成本降低30%,助力蓝威技术实现降本增效。
科研是科技创新的基础,而高性能计算则是科研的基石。未来随着产业数字化、智能化深入发展,基于云计算技术的UCloud EPC,将助力更多科研机构打破性能算力的瓶颈,赋能科技敏捷创新,推动科技产业加速发展。
用户难题痛点FAQ
Q:
1)用户自有超算中心不支持某类计算任务怎么办?
2)用户自购服务器资源老旧算力不足怎么办?
实际案例:
某高中用户超计算CFD计算任务需要在Windows平台上执行计算任务,但校级超计算中心不提供Windows计算平台,使用自己购买的服务器(基于IntelCascadeLake白金版8276L
EPC如何解决:
快速裸金属云主机支持Windows平台,同样的网格数计算量比用户自购服务器的计算时间缩短了一倍。2天的计算成本仅为800元。
亮点:
快杰裸金属云主机以AMD EPYC(霄龙)第二代处理器为底座,最高时钟频率可达 3.4GHz
Q:用户计算完成后,数据回传速度太慢怎么办?
实际案例:
某能源科技用户在优刻得云平台上完成高性能计算后,使用EIP(5Mb/s带宽计费模式)把计算结果回传至钉钉网盘,因为受限于EIP带宽限制,传输速率为600Kb/s。大大影响数据下云效率。
EPC如何解决:
为满足科研教育用户数据管理习惯,支持百度云盘和钉钉网盘客户端做定向加速,提升用户数据上云下云效率。为教育网络内的高中用户访问教育网络线路,使高中用户容易访问公共云,为云主机设置专用域名:instance_name.edu.ucloud.cn。
亮点:
百度云磁盘:购买百度VIP会员后,实测上传速度可达160Mb/s
钉子磁盘:下载速度可达160Mb/s
实际案例:
某基因用户在优秀的云平台上进行高性能计算,使用10TB的RSSD云盘,每月需要6000元的存储费用。
EPC如何解决:
高效云盘和网络文件存储的单价为0.35元/月/GB,成本下降40%。
亮点:
网络文件存储支持标准原生的SMB 3.1 版本,该版本已针对小型随机读/写I/O进行了优化。另外,默认打开大型最大传输单元(MTU),大大提高大型连续传输性能。客户端访问网络文件存储实测带宽可达400MB/s。100GB数据只需4分钟即可完成传输。
Q: 用户计算完成后,计算结果为海量数据(TB级数据),数据无法下云怎么办?
实际案例:
某高校用户在优刻得云平台上完成高性能计算后,需要把5TB的计算结果数据下云,使用EIP(5Mb/s带宽计费模式)下载至客户本地需要97天。
EPC如何解决:
盘柜租赁,数据送到家。
亮点:
以5TB数据为例,一周内可完成数据迁出优刻得数据中心,数据运输和数据同步到用户电脑的全流程。
精彩评论