高性能集群计算系统的构建

１ 管 理 网络 组 成 。系统 计 算 能 力 在 ２ ０ 和 ２ １ 中 国 高性 能计 算 机 性 能 Ｔ １０排 行 榜 组 ０ ９年 ０ ０年 ＯＰ ０
分别 为第 ３ 位 和第 ６ ６ ３位 ， 有 相 当 的 竞 争 力 ， 够 在 近 几 年 内 为 地震 科 研 提 供 有 力 支 持 。 具 能
及提 高 系统 的应 用具有 现实 意义 。
１ 发 展 现 状
计算 机技 术 的发展历 程表 明 ， 早 期 的标 量计 算 机 、向量机 、并行 计 算机 ，到 如今 的 从
Ｐ Ｃ集 群 、 级计算 机 等 ，每一项 技 术 的 出现都 使 得 相应 时 期 的地 震 数 据处 理 工 作得 到 快 超
关 键 词 ： 朴 结 构 ；系统 环 境 ； 群 管 理 ；高性 能计 算 系统 拓 集
中 图 分 类 号 ：３ ５ ６ Ｐ １ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０ ３ ７ （ ０ ２ ０ —１ ４ ０ １ ０ — ２ ４ ２ １ ） １０ ４ ～ ６
引 言
我 国是 世界 上地震 活动最 强烈 的 国家之一 。 地震 预测又 是极大 减轻 地震 灾 害 的重要 而 基础 ，因此 开展 以震 源环境 、地震 过程 和震源 破 裂机理 等地 震科 学基 础研 究为 理论 依据 的 动力 地震 预测 模 型的研 究 ，是 提高实 际地 震 预测水 平 的重要 的技术 途 径 。但地 壳 内部结 构 非 常复杂 ，开展 动力 预测模 型 的各种 研究 都将 面 临复杂 的计 算和庞 大 的运算 量 ， 且地球 而 科 学是 观测 的科 学 ， 为地 球 科学 基 础 理论 的地 震 科 学研 究 离 不 开 大 量 地球 观 测 数 据 信 作
息 。随着观测 仪器 的数字 化 ，观测 精 度 的提 高 ，产 出 了海 量观 测 数据 ，因此 高性 能计 算 系 统是 开展 此类研 究必不 可少 的技 术支撑 平 台口 ］ 。本 文从 高性 能 计算 需 求 及现 状 、系统 构 建 、 术特 点 以及 高性 能计 算 发展等 方 面进行 分析 研究 ，这对 了解高 性能 集群 计算 系统 以 技
络 、１组管 理 网络 组 成 （ １ 。 图 ）
考 虑 到费用 成本 及交 换性 能 ， 文选择 采 用 Ｄ Ｌ 本 Ｅ Ｌ模 式构 建 ，但 对走 线方 式 进行 优 化 和改进 ＿ 。具体 配置 如表 １ 示 百度文库 ３ 所
随着 对 地震认 识 的深入 ，海量 地 震 数据 及 其 数 据运 算 规模 对 处 理 器 的浮 点运 算 能 力 、 Ｉ０性 能 、内存容 量 以及带 宽都 有较 高 的要求 。而高 性 能集 群 计 算 系统 因其具 有 强 大 的运 ／ 算 能力 、较 高 的 Ｉ０ 性能 、高性 能管理 和较 强 的系 统 扩展 能力 而 得 到人 们 的 青 睐 。本文 以 ／
中 国地震 局地 震 预测 研究 所 高性 能集 群 计算 系统 为 例 阐述 系统 构成 、系统环 境 、 件构 成 硬
及应 用 。
２ 系 统构 成
地 震 预 测研 究 所 高 性 能集 群 计 算 系统 硬 件 主要 由 １ ２个 计 算 节 点 、４个 ＩＯ 节 点 、１ ９ ／ 个 登 录节 点 、１ 管理 节 点 、１个 Ｗｉｄ ｗｓ 群 服务 节 点 、１组 盘 阵 、１ 计 算 与 Ｉ０ 网 个 ｎｏ 集 组 ／
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收 稿 日期 ： ０ ０１—４ 修 改 回 日期 ：２ １—００ ２ １ —２１ ； ０ １１—８ 基 金项 目 ：中 国地 震 局 地 震 预测 研 究 所 基 本 科 研 业 务 费 （２ ７ ９ ２ ０ ００６０１） 作 者简 介 ：￣ （９ ９ ，男 ，福 建 松 溪 人 ， 研 究 员 ，主 要 从 事 计算 机 应 用 等 研 究 。 １ ６一） 副
１ 期
李 圣 强 等 ：高性 能集 群计 算 系 统 的 构 建
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速 发展 ，然而 ， 过提 高处 理器 工作 频率 来增 强 计算 性 能 已经不 能 满 足实 际 需 求 ，因此 由 通
传 统 的单 核 Ｃ Ｕ 向多核 方 向发展 。如今 广 泛 使 用 的微 机 已普遍 采 用较 高主 频 的双 核 或 四 Ｐ 核 Ｃ Ｕ。而走 在计算 机 前列 的高 性能计 算 机 ，所拥 有 的 Ｃ Ｕ 数 目更多 。 Ｐ Ｐ
摘 要 ： 性 能 集 群 计算 系 统 因 其具 有 强 大 的运 算 能 力 、较 高 的 Ｉ０ 性 能 、高性 能 管 理 和 较 强 的 高 ／ 系 统 扩 展 能力 而广 受 关 注 。 文简 要 介 绍 了 高 性 能 计 算 的发 展 现 状 和 高 性 能 集 群 计 算 系 统 构 本 成 ，比较 详 细 地 描 述 了 系 统 环 境 、系 统 性 能 及集 群管 理 与应 用 情 况 ， 高 性 能 计 算 的新 技 术 进 对 行 展 望 。 以 一 个 实 例 阐 述 了 集群 系统 构 建 等 内容 。 系 统 由 １２个 计 算 节 点 、 个 ＩＯ 节 点 、 并 该 ９ ４ ／ １ 登 录 节点 、１ 管 理 节 点 、１ Ｗ ｉｄ ｗ 集 群 服 务 节 点 、 个 个 个 ｎｏ ｓ １组 盘 阵 、１ 计 算 与 Ｉ０ 网 络 和 组 ／
第３ ２卷 第 １期
２１ Ｏ ２年 １月
地
震
Ｖｏ ２，Ｎｏ １ Ｌ３ ．
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ
Ｊｎ ａ ．，２ １ ０２
高性 能集 群计 算 系统 的构 建
李 圣 强 。 李 闽峰 刘 桂 平 王 斌 吴 婷 王 浩 ， ， ， ， ，
（． 国科 学 技 术 大学 地 球 与 空 间 科 学学 院 ，安 徽 合 肥 ２ ０ ２ ； １中 ３ ０ ６ ２ 中 国地 震 局 地 震 预测 研 究 所 ，北京 １Ｏ ３ ） ． ０ ０ ６