吉林大学谈HPC：实际应用比排行榜虚名更重要

经过一系列前期调研、项目招标、系统部署等复杂工作，2010年6月，吉林大学基于英特尔至强处理器的浪潮TS10000高性能计算平台成功建成。据介绍，该HPC（高性能计算）平台的CPU计算能力达到了40TFLOPS（万亿次浮点运算能力），居于全国高校同类系统之首,并成功跻身2010年6月份全球高性能计算机TOP500，位居第239位。

对于这个“中国高校HPC第一”的排名，吉林大学计算机科学与技术学院院长，同时也是该HPC项目负责人之一的胡亮教授却显得不甚在意，他说：“排名都是比较虚的东西，事实上我们建高性能平台就是希望满足用户的需求，这是最根本的出发点。”

据介绍，吉林大学是国家“985”、“211”重点建设的一所综合性大学，学校的学科分类非常齐全。学校很多学科在科研过程中都对高性能计算有着非常强烈的需求，例如，理论化学、汽车、生物信息等。之前，吉林大学也并非完全没有计算资源，但是没有一个相当规模的学校级的HPC中心，只是每个学院或者国家实验室有自己小规模的HPC中心，而且计算资源严重不足。例如，超应用材料实验室的老师需要到上海租用HPC资源，长春和上海比较远，使用过程中多少有不便之处。而电子学院的老师是自己买PC机，用低速网络自己搭建了一个比较“粗糙”的集群进行科研。

其次，吉林大学引进了一些优秀人才，他们到学校工作后，很多人都提出了HPC需求，例如申请200万组建一个小的高性能计算中心。此外，胡亮表示，吉林作为东北重工业基地之一，拥有一汽集团、吉化集团、应化所等很多大型的企事业单位，他们也有较强烈的HPC需求。基于这些原因，吉林大学的校领导，决定筹建一个学校级的公共HPC中心。

事实上，这样一个公共的HPC中心存在诸多好处：一是，把资金集中起来可以购买到更便宜的设备，提高投资效率；二是，分散的HPC中心负载不平衡，有的学院的HPC资源很忙，有的学院很清闲，把资源集中起来可以很好地实现资源共享；三是，HPC中心实际上对后续服务和技术支持要求比较高，并不是说每个学院都有这样的技术能力，由学校牵头可以提供更好的技术支持和保障；四是，可以对校外的企业、政府等提供HPC服务，促进区域经济的发展。而这一设想得到了吉林省、市政府的相关部门的重视和支持，例如，吉林工业信息厅不仅拨款200万，而且承诺以后每年都会对HPC中心给予支持。

40TFLOPS 与1300万

众所周知，HPC的建设和运营都是极其“烧钱”的事，而学校的经费又比较紧张，因此，虽然不在意HPC排名，但是对于只用1300万就获得40TFLOPS的运算能力，胡亮显得很是开心和满意，表示这要“大力感谢英特尔公司、浪潮公司给予的众多支持”。

据胡亮介绍，在项目招标时，当吉林大学表示只能拿1300万建一个40TFLOPS的系统时，八家前来投标的公司立刻被“吓跑”了好几家，认为不可能用这么少的钱搭建这么大的系统。而英特尔、浪潮则表示了最大的诚意，两家公司多次来做报告，帮助吉林大学细致地规划整个HPC平台，分析怎么样花最少的钱达到最好的性能。

尤其，在系统选型过程中，正是英特尔5600、7500系列处理器呼之欲出的时候，是选择最新的5600系列，还是选择口碑颇好、且经过市场检验的至强5500系列？吉林大学还是比较犹豫，因为考虑到5600系列在制程工艺上做了改进，同样面积的芯片上可以集成更多的内核，所以会担心内存带宽存在瓶颈，而且也不清楚性能究竟能提高多少。

一切当然只能靠测试数据说话。吉林大学选取了一个内存访问密集型HPC应用，即测试二氧化硅晶体结构的程序，和服务器供应商一起，首先在至强5500平台上进行了测试。由于没拿到至强5600，吉林大学委托英特尔用同样的程序进行测试。测试结果表明，最保守的情况，至强5600系列的性能也比至强5500系列高出了20%，而功耗却没有增加。

除了性能之外，吉林大学之所以最终选择至强5600系列，还出于以下的考虑：一是英特尔给予大力支持，至强5600的报价与5500的相同，花同样的钱买到更好的计算能力肯定划算；二是，HPC中心建完之后的主要开销来自电费，而至强5600系列的功耗与5500的是一样的，这意味着买了更多计算能力的同时，没有造成运营成本的增加，这也是划算的事情；三是，尽管没有用户对新的产品、新的芯片做过测试，但是由于体系结构没有变化，是一个平滑过度，因此，相对而言技术风险比较低，吉林大学认为也是可以承担的；四是，至强5600系列的管脚和5500一样，供应商的主板不需要变化，供货周期没有影响，对HPC中心的建设周期时间来说也就没有什么风险。

由于吉林大学的HPC应用里有不少内存密集型应用，例如吉林大学理化所的诸多应用，因此，还专门采用了支持“大内存”的至强处理器7500来部署了四个“胖节点”。胡亮表示，将来会抽出工信厅给的资金来继续扩充“胖节点”。

为了保障未来HPC平台的运营，今年5月，吉林大学还成立了专门的高性能计算中心。该中心目前有主任一名、副主任两名、工作人员五名，负责HPC系统的日常运行和维护工作；并且设有专家用户委员会为该中心提供咨询和监督，以及负责制定方针政策和重大决策的领导工作小组。