超算中心情况汇报
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39
数据管理
41
4、大数据专项项目
国家基金委-广东省联合出资，5年，3个亿
重点领域
✓ 视频处理、医疗健康（已资助） ✓ 智能交通、基础算法理论
围绕超算中心建立高性能与大数据融合的 平台
– 实现“计算”与“数据”的无缝融合
✓ 智慧金融、智慧政务
✓ 智慧防灾、智慧环境、智慧教育
一期已经完成评审
46
谢谢
开放、合作、创新、发展
总体情况
– 用户数量目前已超过1600家 – 支撑国家级课题超过800项 – 广东省／广州市课题超过80项 – 2016年机时费~6000万，国家科研经费~3000万
2、中心应用情况：大气海洋环境
新一代多尺度海洋模型
– 台风预报，污染物模拟，海洋动力学，赤潮 预警系统，南北极冰架溶解的海平面影响
– 用于癌症检测的光 - 磁双模态纳米探针
12
2、中心应用情况：生物医药健康
高通量虚拟药物筛选
– 160万CPU和MIC核协同计算 – 一天完成4千万分子化合物的抗埃博拉
病毒药物筛选
✓ 国际上目前最快的已知化合物筛选
人类基因组测序
– 2000人基因组 30X深度测序 – 8小时完成原来8个月的工作量
9
2、中心应用情况：天文地球物理
中微子对宇宙大尺度结构演化的影响
– 160万核，成功进行了1100亿粒子的模拟
✓ 国际上目前规模最大的中微子宇宙尺度演化
模拟
大规模地震模拟
– 入围2014年国际高性能计算应用领是中国高性能计算系统上的应用首次入围
该奖项
世界各国争相角逐超级计算机系统的主导地位
3
1、中心建设概述
天河二号超级计算机系统
• 国家863计划和核高基重大专项的标志性成果， 2013年6月研制成功，位列世界超算Top500排行 榜第一位
国家超级计算广州中心
• 广东省、广州市、国防科技大学、 中山大学联合 共建
• 2015年8月20日，经广州市委十届第29次常委会 审议通过，由中山大学负责广州超算中心的运行管 理。9月6日，中山大学与广州市正式签署了《国 家超级计算广州中心委托中山大学管理协议书》
平方公里射电望远镜阵列SKA项目
– 国际大科学合作项目（12国）
✓ 国际上迄今为止规模最大的SKA数据处理软
件部署
10
2、中心应用情况：工业设计制造
商飞全机气动参数优化设计
– 6天完成过去2年的工作量
广汽集团车身侧面碰撞模拟
– 精度达到85%以上
广船4万吨排水量散货船数值水槽
– 自主推进，缩短设计周期，降低研发成本
13
2、中心应用情况：智慧城市
广州市无线电监测中心
– 170个监测站点 – 每天200G~流量
广州市道路卡口监控
– 2026条道路，每天3T的存储
广州市地铁交通数据
– 日均客流600多万
教育云 渲染云
14
2、中心应用情况：应用推广
完善的超算培训体系
– 全国23个省、直辖市以及港澳地区 的近2000名中心用户
年内部署的应用里程碑（新产业）
– 双创平台
• 依托创新城、大数据产业基地、超算分中心、联合实
验室对接企业需求，借助多方合力扩大应用效益
– 大数据产业
• 云计算平台，便捷各类电子政务应用部署，构建大数
据处理中心
• 聚集各类数据，成为大数据中心的可靠稳定数据来源 • 数据共享、发布、管理、使用的政策支撑技术
• 结合交通和公安大数据，构建数据存储、
数据分析、数据共享平台，支持广泛的 交通管理、城市道路规划、安防警务等 多种应用
– 智能制造
• 基于人工智能、深度学习、大数据实时
分析成为支持工业、企业、媒体等多领 域的人机交互的平台
– 金融大数据
• 个人征信、企业征信、金融产品、金融
服务的大数据分析处理与挖掘使用，提 高金融服务水平、防控金融风险、维护 金融秩序
区域海洋模式
– 中科院南海所开发50年高分辨率的暖池区海 洋环流模式，对印太暖池-南海地区中深层 环流结构有较好的模拟能力，消除以往模式 对2000米以下深度的模拟“盲区”
中国南海预报
– 南海预报业务系统成功部署，7分钟完成全 南海78小时的海浪预报，14分钟完成南海 及周边地区78小时的风向和风力预报
1. 面向学术前沿基础研究
– 大科学重大创新成果
2. 面向国家重大发展战略
– 大工程重大应用突破
3. 面向地方经济社会发展
– 产业转型升级新动力
3、中心发展规划：大科学
年内部署的应用里程碑（大科学）
– 数值风洞
• 数值飞行, 航空发动机设计机理
– 数值心脏
• 心脏、血管、血细胞的全流动模拟
– 数字南海
世界超级计算机排行榜Top500“六连冠”
2013.6~2016.5
国际共轭梯度HPCG排行榜“五连冠”
2014.6~至今
6
1、中心建设概述
目标与定位： 具有中国特色的世界一流超算中心
大科学
大工程
新产业
科学研究平台
技术创新平台
交流合作平台
学科建设平台
人才培养平台
7
2、中心应用情况
应用分类
– 高性能计算应用 – 云计算应用 – 大数据应用
二期指南待最后遴选
✓ 数据基础算法
✓ 智能交通
✓ 智慧金融
✓ 城市防灾、城市地质环境
42
4、大数据专项项目
数据科学与计算 机学院
人力资源
依托中山大学数据科学与计算机学院，以 国家超算广州中心为基础平台
以大数据科学研究中心项目为抓手，面向 国家及区域大数据科研水平的总体提升目 标
超算中心 计算资源
大数据中心 数据资源
43
4、研究方向规划
大数据应用
视频处理
医疗健康
智能交通
城市防灾
……
大数据处理分析平台
大数据处理分析基础算法
天河二号系统
大数据处理系统
44
4、研究领域
大数据处理与分析算法 ✓ 超大规模的概率统计模型和算法 ✓ 广义多体模型及其算法 ✓ 超高维数值积分模型及其算法 ✓ 图论算法 ✓ 比对模型及其算法
国产微电子元器件辅助设计
– 飞腾新一代处理器，电子器件，芯片设计
11
2、中心应用情况：新能源新材料
风电设计全生命周期
– 风机设计-全球风资源预测-风力发电机组 选址优化-风电场项目评估
– 智能 、精准、稳定 、高效 – 0.5 小时完成一个风电场分析
纳米材料研究
– 基于介孔硅的核磁荧光双模态靶向纳米探 针机理研究及制备
“天河二号” 开放日
– 科普超过2万人，社会反响热烈 – 面向公众、反馈社会，普及超算
及应用知识，提高全民超算科学 素质
举办高水平国际、国内学术 和行业研讨会
– 中欧、中法、中美、中澳 – SKA国际组织，Virgo国际组织 – BDEC，Openstack组织 – 院士咨询会…
3、中心发展规划
超算中心应用发展 情况汇报
OUTLINE
目录
国家超级计算广州中心
NATIONAL SUPERCOMPUTER CENTER IN GUANGZHOU
01 02 03 04
中心建设概述 中心应用情况 中心发展规划 大数据基金项目
1、中心建设概述
超级计算机对科学发现、技术创新、产业革命的重要作用
– 高性能计算：是科学研究的三大手段之一 – 大数据处理：正成为科学研究的第四范式
– 北斗导航信息处理系统
• 充分挖掘卫星导航数据的价值，支持交
通、地理、地质、水文、防灾减灾、农 林牧业、城市规划等广泛的应用
3、中心发展规划：软件中心
高性能计算与大数据处理融合发展
1. 软件开发性能分析计算/数据处理融合应用支撑平台
2. 大气海洋环境应用平台
3. CFD与工业制造应用平台 4. 新能源新材料应用平台 5. 天文物理计算与大数据应用平台 6. 生物医药健康大数据应用平台 7. 视频交通大数据应用平台 8. 数字媒体大数据应用平台
4
1、中心建设概述
APM
Phi #48000
IVB #32000
FT-1500 #4096
性能 系统 机柜 能耗 制冷
54.9PFlops / 33.86PFlops 16000结点, 1.4PB内存 125+8+13+24=170 (720m2)
17.8 MW (1902MFlops/W) 密闭水风冷
45
4、研究领域
大数据处理分析平台 ✓ 大规模并行算法库 ✓ 并行编程支撑框架与运行时优化技术 ✓ 新型存储技术与系统 • 大规模图存储 • 关联数据分布式布局方法 • 基于新型存储器件的高效能存储系统
面向领域的大数据应用 ✓ 视频大数据、医疗大数据、智慧交通、智慧政务等 ✓ 前瞻性和影响力的人工智能创新模型、算法和认知系统软件
24
25
如何更方便、更好用？
26
天河星光蓝图
27
28
天河云桌面
29
天河云桌面
30
集成的应用软件
31
32
两种使用模式
33
脚本式模式
选择应用
自定作业名称 选取解法器
输入文件与参数 资源规模
34
交互式模式
35
远程可视化
36
可视化软件
IDL
Ensight
……
37
工作流管理
38
作业监控管理
– 打破国内用户缺乏专业超算应用技能 培训局面，建立完善的超算培训体系
超算走近学院活动
– 深入对接超算需求，制定合作规划 – 学科交叉效果显著
超算夏令营
– 港穗IT青年交流夏令营活动 – 2015、2016年全国优秀大学生夏令
营基地之一
大学生超算竞赛
– 连续三年成功支持国际国内大学 生并行计算竞赛赛ASC、PAC
围绕超算中心建立高性能应用软件中心
– 工具软件、平台软件、应用软件开发与集成
– 聚集交叉学科人才，构建可持续发展的生态 环境
– 促进对未来国产高性能计算系统的科学评价 和应用引导
9. 深度学习与认知智能应用平台
10.高性能计算与大数据处理教育平台
21
传统高性能计算交互界面
22
23
传统的使用流程
计算主板
CPM
机框
(16 x cn)
ION
TH-2 系统
机柜 (8 x 机框)
TH-Net
服务处理 系统 服务 结点 登录 结点 ... 登录 结点 管理 结点
共 共享 享 存 存储 储
自主cpu阵列 飞腾计算结点 飞腾计算结点
... 飞腾计算结点 飞腾计算结点
商用cpu计算阵列 计算结点 计算结点 ... 计算结点 计算结点
IO服务结点
IO服务结点
加速存储
IP存 存 存 存 IB存 存 存 存
商用cpu计算阵列
IO增强 计算结点
IO增强 计算结点
...
IO增强 计算结点
IO增强 计算结点
分 布 式 本 地 化 存 储
IO存 存 存 存
大规模混合层次式并行存储系统 12.4PB
1、中心建设概述
天河二号的创新
– 异构多态体系结构 – 自主定制互连网络 – 层次式加速存储架构 – 高效自治的软件栈 – 高密度高精度结构工艺
3、中心发展规划：大数据产业
依托超算中心支撑大数据产业
– 电子政务
• 搭建可扩展云平台，与国内顶尖企业合
作，提早部署，专注架构、软件、网络、 安全，具备上线试运行的能力
– 智慧医疗
• 围绕精准医学中心的建设目标，基于基
因、药物、病历影像等搭建超算和数据 处理平台，已建成基因分析和药物筛选 平台
– 智慧交通
• 全球和区域自适应高分辨率地球系统模式
– 生物医学
• 肿瘤，眼科，神经修复
3、中心发展规划：大工程
年内部署的应用里程碑（大工程）
– C919全机数值模拟 – 南车高铁爆波气动模拟 – 国家基因库工程 – 生物医药健康大数据平台 – 智能交通之虚拟城市运行 – 认知处理之智能交互机器人
3、中心发展规划：新产业
数据管理
41
4、大数据专项项目
国家基金委-广东省联合出资，5年，3个亿
重点领域
✓ 视频处理、医疗健康（已资助） ✓ 智能交通、基础算法理论
围绕超算中心建立高性能与大数据融合的 平台
– 实现“计算”与“数据”的无缝融合
✓ 智慧金融、智慧政务
✓ 智慧防灾、智慧环境、智慧教育
一期已经完成评审
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谢谢
开放、合作、创新、发展
总体情况
– 用户数量目前已超过1600家 – 支撑国家级课题超过800项 – 广东省／广州市课题超过80项 – 2016年机时费~6000万，国家科研经费~3000万
2、中心应用情况：大气海洋环境
新一代多尺度海洋模型
– 台风预报，污染物模拟，海洋动力学，赤潮 预警系统，南北极冰架溶解的海平面影响
– 用于癌症检测的光 - 磁双模态纳米探针
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2、中心应用情况：生物医药健康
高通量虚拟药物筛选
– 160万CPU和MIC核协同计算 – 一天完成4千万分子化合物的抗埃博拉
病毒药物筛选
✓ 国际上目前最快的已知化合物筛选
人类基因组测序
– 2000人基因组 30X深度测序 – 8小时完成原来8个月的工作量
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2、中心应用情况：天文地球物理
中微子对宇宙大尺度结构演化的影响
– 160万核，成功进行了1100亿粒子的模拟
✓ 国际上目前规模最大的中微子宇宙尺度演化
模拟
大规模地震模拟
– 入围2014年国际高性能计算应用领是中国高性能计算系统上的应用首次入围
该奖项
世界各国争相角逐超级计算机系统的主导地位
3
1、中心建设概述
天河二号超级计算机系统
• 国家863计划和核高基重大专项的标志性成果， 2013年6月研制成功，位列世界超算Top500排行 榜第一位
国家超级计算广州中心
• 广东省、广州市、国防科技大学、 中山大学联合 共建
• 2015年8月20日，经广州市委十届第29次常委会 审议通过，由中山大学负责广州超算中心的运行管 理。9月6日，中山大学与广州市正式签署了《国 家超级计算广州中心委托中山大学管理协议书》
平方公里射电望远镜阵列SKA项目
– 国际大科学合作项目（12国）
✓ 国际上迄今为止规模最大的SKA数据处理软
件部署
10
2、中心应用情况：工业设计制造
商飞全机气动参数优化设计
– 6天完成过去2年的工作量
广汽集团车身侧面碰撞模拟
– 精度达到85%以上
广船4万吨排水量散货船数值水槽
– 自主推进，缩短设计周期，降低研发成本
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2、中心应用情况：智慧城市
广州市无线电监测中心
– 170个监测站点 – 每天200G~流量
广州市道路卡口监控
– 2026条道路，每天3T的存储
广州市地铁交通数据
– 日均客流600多万
教育云 渲染云
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2、中心应用情况：应用推广
完善的超算培训体系
– 全国23个省、直辖市以及港澳地区 的近2000名中心用户
年内部署的应用里程碑（新产业）
– 双创平台
• 依托创新城、大数据产业基地、超算分中心、联合实
验室对接企业需求，借助多方合力扩大应用效益
– 大数据产业
• 云计算平台，便捷各类电子政务应用部署，构建大数
据处理中心
• 聚集各类数据，成为大数据中心的可靠稳定数据来源 • 数据共享、发布、管理、使用的政策支撑技术
• 结合交通和公安大数据，构建数据存储、
数据分析、数据共享平台，支持广泛的 交通管理、城市道路规划、安防警务等 多种应用
– 智能制造
• 基于人工智能、深度学习、大数据实时
分析成为支持工业、企业、媒体等多领 域的人机交互的平台
– 金融大数据
• 个人征信、企业征信、金融产品、金融
服务的大数据分析处理与挖掘使用，提 高金融服务水平、防控金融风险、维护 金融秩序
区域海洋模式
– 中科院南海所开发50年高分辨率的暖池区海 洋环流模式，对印太暖池-南海地区中深层 环流结构有较好的模拟能力，消除以往模式 对2000米以下深度的模拟“盲区”
中国南海预报
– 南海预报业务系统成功部署，7分钟完成全 南海78小时的海浪预报，14分钟完成南海 及周边地区78小时的风向和风力预报
1. 面向学术前沿基础研究
– 大科学重大创新成果
2. 面向国家重大发展战略
– 大工程重大应用突破
3. 面向地方经济社会发展
– 产业转型升级新动力
3、中心发展规划：大科学
年内部署的应用里程碑（大科学）
– 数值风洞
• 数值飞行, 航空发动机设计机理
– 数值心脏
• 心脏、血管、血细胞的全流动模拟
– 数字南海
世界超级计算机排行榜Top500“六连冠”
2013.6~2016.5
国际共轭梯度HPCG排行榜“五连冠”
2014.6~至今
6
1、中心建设概述
目标与定位： 具有中国特色的世界一流超算中心
大科学
大工程
新产业
科学研究平台
技术创新平台
交流合作平台
学科建设平台
人才培养平台
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2、中心应用情况
应用分类
– 高性能计算应用 – 云计算应用 – 大数据应用
二期指南待最后遴选
✓ 数据基础算法
✓ 智能交通
✓ 智慧金融
✓ 城市防灾、城市地质环境
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4、大数据专项项目
数据科学与计算 机学院
人力资源
依托中山大学数据科学与计算机学院，以 国家超算广州中心为基础平台
以大数据科学研究中心项目为抓手，面向 国家及区域大数据科研水平的总体提升目 标
超算中心 计算资源
大数据中心 数据资源
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4、研究方向规划
大数据应用
视频处理
医疗健康
智能交通
城市防灾
……
大数据处理分析平台
大数据处理分析基础算法
天河二号系统
大数据处理系统
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4、研究领域
大数据处理与分析算法 ✓ 超大规模的概率统计模型和算法 ✓ 广义多体模型及其算法 ✓ 超高维数值积分模型及其算法 ✓ 图论算法 ✓ 比对模型及其算法
国产微电子元器件辅助设计
– 飞腾新一代处理器，电子器件，芯片设计
11
2、中心应用情况：新能源新材料
风电设计全生命周期
– 风机设计-全球风资源预测-风力发电机组 选址优化-风电场项目评估
– 智能 、精准、稳定 、高效 – 0.5 小时完成一个风电场分析
纳米材料研究
– 基于介孔硅的核磁荧光双模态靶向纳米探 针机理研究及制备
“天河二号” 开放日
– 科普超过2万人，社会反响热烈 – 面向公众、反馈社会，普及超算
及应用知识，提高全民超算科学 素质
举办高水平国际、国内学术 和行业研讨会
– 中欧、中法、中美、中澳 – SKA国际组织，Virgo国际组织 – BDEC，Openstack组织 – 院士咨询会…
3、中心发展规划
超算中心应用发展 情况汇报
OUTLINE
目录
国家超级计算广州中心
NATIONAL SUPERCOMPUTER CENTER IN GUANGZHOU
01 02 03 04
中心建设概述 中心应用情况 中心发展规划 大数据基金项目
1、中心建设概述
超级计算机对科学发现、技术创新、产业革命的重要作用
– 高性能计算：是科学研究的三大手段之一 – 大数据处理：正成为科学研究的第四范式
– 北斗导航信息处理系统
• 充分挖掘卫星导航数据的价值，支持交
通、地理、地质、水文、防灾减灾、农 林牧业、城市规划等广泛的应用
3、中心发展规划：软件中心
高性能计算与大数据处理融合发展
1. 软件开发性能分析计算/数据处理融合应用支撑平台
2. 大气海洋环境应用平台
3. CFD与工业制造应用平台 4. 新能源新材料应用平台 5. 天文物理计算与大数据应用平台 6. 生物医药健康大数据应用平台 7. 视频交通大数据应用平台 8. 数字媒体大数据应用平台
4
1、中心建设概述
APM
Phi #48000
IVB #32000
FT-1500 #4096
性能 系统 机柜 能耗 制冷
54.9PFlops / 33.86PFlops 16000结点, 1.4PB内存 125+8+13+24=170 (720m2)
17.8 MW (1902MFlops/W) 密闭水风冷
45
4、研究领域
大数据处理分析平台 ✓ 大规模并行算法库 ✓ 并行编程支撑框架与运行时优化技术 ✓ 新型存储技术与系统 • 大规模图存储 • 关联数据分布式布局方法 • 基于新型存储器件的高效能存储系统
面向领域的大数据应用 ✓ 视频大数据、医疗大数据、智慧交通、智慧政务等 ✓ 前瞻性和影响力的人工智能创新模型、算法和认知系统软件
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如何更方便、更好用？
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天河星光蓝图
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天河云桌面
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天河云桌面
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集成的应用软件
31
32
两种使用模式
33
脚本式模式
选择应用
自定作业名称 选取解法器
输入文件与参数 资源规模
34
交互式模式
35
远程可视化
36
可视化软件
IDL
Ensight
……
37
工作流管理
38
作业监控管理
– 打破国内用户缺乏专业超算应用技能 培训局面，建立完善的超算培训体系
超算走近学院活动
– 深入对接超算需求，制定合作规划 – 学科交叉效果显著
超算夏令营
– 港穗IT青年交流夏令营活动 – 2015、2016年全国优秀大学生夏令
营基地之一
大学生超算竞赛
– 连续三年成功支持国际国内大学 生并行计算竞赛赛ASC、PAC
围绕超算中心建立高性能应用软件中心
– 工具软件、平台软件、应用软件开发与集成
– 聚集交叉学科人才，构建可持续发展的生态 环境
– 促进对未来国产高性能计算系统的科学评价 和应用引导
9. 深度学习与认知智能应用平台
10.高性能计算与大数据处理教育平台
21
传统高性能计算交互界面
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传统的使用流程
计算主板
CPM
机框
(16 x cn)
ION
TH-2 系统
机柜 (8 x 机框)
TH-Net
服务处理 系统 服务 结点 登录 结点 ... 登录 结点 管理 结点
共 共享 享 存 存储 储
自主cpu阵列 飞腾计算结点 飞腾计算结点
... 飞腾计算结点 飞腾计算结点
商用cpu计算阵列 计算结点 计算结点 ... 计算结点 计算结点
IO服务结点
IO服务结点
加速存储
IP存 存 存 存 IB存 存 存 存
商用cpu计算阵列
IO增强 计算结点
IO增强 计算结点
...
IO增强 计算结点
IO增强 计算结点
分 布 式 本 地 化 存 储
IO存 存 存 存
大规模混合层次式并行存储系统 12.4PB
1、中心建设概述
天河二号的创新
– 异构多态体系结构 – 自主定制互连网络 – 层次式加速存储架构 – 高效自治的软件栈 – 高密度高精度结构工艺
3、中心发展规划：大数据产业
依托超算中心支撑大数据产业
– 电子政务
• 搭建可扩展云平台，与国内顶尖企业合
作，提早部署，专注架构、软件、网络、 安全，具备上线试运行的能力
– 智慧医疗
• 围绕精准医学中心的建设目标，基于基
因、药物、病历影像等搭建超算和数据 处理平台，已建成基因分析和药物筛选 平台
– 智慧交通
• 全球和区域自适应高分辨率地球系统模式
– 生物医学
• 肿瘤，眼科，神经修复
3、中心发展规划：大工程
年内部署的应用里程碑（大工程）
– C919全机数值模拟 – 南车高铁爆波气动模拟 – 国家基因库工程 – 生物医药健康大数据平台 – 智能交通之虚拟城市运行 – 认知处理之智能交互机器人
3、中心发展规划：新产业