解密清华大学获得ISC15超算总冠军的“幕后英雄”

德国当地时间7月15日， 2015 国际超级计算机大会（HPCC-ISC 2015）落下帷幕，来自中国的清华大学经受多重考验在国内外11所高校中胜出，夺得第四届ISC国际大学生超算竞赛总冠军。

ISC与ASC、SC大学生超算竞赛并列为国际三大超算赛事，今年ISC超算竞赛共有来自中国、美国、德国、西班牙、印度、南非、巴西、爱沙尼亚等国家的11所高校大学生队伍参加。本次大赛要求参赛队员要在总功率3000W或总成本不超过2500美元的限制条件下，完成超算系统的搭建。每支队伍的超算系统要连续运行48小时并完成HPCC基准测试、OCTOPUS（激发电子-离子动力学的第一定律程序）、PyFR（空气动力学模拟程序）、LAMMPS（大规模原子分子并行模拟器）等四道试题的运行。

超算大赛的四个测试项目，对于服务器CPU性能、内存带宽、网络IO性能都是非常严格的考验。本次超算大赛中，清华大学代表队采用浪潮双路旗舰产品NF5280M4担任测试主机，配以Tesla K80加速卡和Mellanox EDR网络，最终以较大的总分优势夺得总冠军。下面就让我们一起来探讨下为清华大学代表队赢得本次ISC超算大赛冠军的“幕后英雄”的秘密。

（浪潮双路服务器NF5280M4）

1. 超算冠军，NF5280M4性能为什么强？

NF5280M4采用全新智能计算加速技术，搭载最新一代英特尔至强E5-2600V3系列处理和多达24个DIMM，可根据用户应用智能调节提供更优性能，可显着提升应用程序性能。

在内存方面采用最新的DDR4内存技术，内存带宽提升50%。DDR4相比DDR3，虽然传输速率提高2~4倍，但其最大电流却仍与DDR3相当，运行电压降低。使得相同传输速率下，功率降低高达57.1%。简单来讲，全新的DDR4内存可以帮助客户大幅度提升虚级化性能，并且可大幅度降低能耗投入。

在整个服务器系统中，硬盘的读写速度一直是整个系统数据传输的瓶颈。而浪潮NF5280M4采用最新的12Gbps磁盘控制器，将使得磁盘控制器与硬盘之间数据传输速度翻倍，也就意味着整个数据传输系统速度翻倍。同时还可向下兼容SAS 6Gbps，有利于保护投资。另外NF5280M4可支持热插拔PCI Express闪存驱动器，在硬盘性能上有质的飞跃。

2. 3000W总功耗限制，NF5280M4功耗为什么低？

在板卡设计方面，NF5280M4为减少供电耗损，在主板设计方面加入了大电流专用高速通道，并且专为供电进行了PCB板设计优化。

NF5280M4采用了业内转化效率最高的低功耗原价配合高效电源设计，可比其他方案节能多达20%。可配置钛金级高能效热插拔冗余电源，转化效率在96%以上，进一步降低能耗，实现绿色节能。另外，浪潮的功耗管理技术可帮助用户对系统功耗进行精确的实时监测和控制，独家实现功耗感知技术（Power telemetry），配合PTAS功能及Node manager 3.0技术可以有效进行全面能耗管控，进一步提高整体IT架构的能效表现。

3. 队员现场拆机，NF5280M4拆装为什么方便？

NF5280M4整个系统可实现全免工具维护。前窗硬盘框架的免工具拆卸，大大缩短运维时间成本。整个机箱，可通过机箱顶盖的拉手锁扣将机箱盖方便的打开。支持热插拔散热风扇的同时，包括整组风扇可以通过模块支架免工具拆卸。在主板上仅有一颗高端拇指螺丝进行锁定，后窗I/O扩展盒（转接卡）、各类子卡也可支持免工具安装。

在易拆装的设计方面，有很多细节的故事，每一个细节都是对结构进行反复试验。如在进行前窗硬盘框架的设计时，浪潮研发测试工程师经过了几十次应力实验，就是为了减少两颗螺丝，在保证结构强度的同时实现免工具快拆。

4. 高负载运行4小时，NF5280M4运行为什么稳定？

NF5280M4可以支持80MM大尺寸风扇及双层对旋风扇，加之精确设置在系统内部的多个温度传感器，可实现实时传递服务器内部温度信息。通过浪潮独特的智能调控技术配合先进的风冷系统实现最佳工作环境。

NF5208M4在结构方面做了多种加强设计，在机箱底部加入了多种加强筋设计，可有效加强结构强度。箱耳设计时选择了ABS 与金属混合材料，在保证强度同时兼顾了机身重量。

NF5280M4在材质的选择及加工工艺方面也经过精心的选择。比如机箱内部的风扇架结构，导风罩等塑料材质，均选择了高等级的防火材质，以导风罩为例防火等级达到UL94V0标准（V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下）。机箱的板材则选择了热浸锌钢板，有更优的抗腐蚀能力。而后窗则改变以往的铝铸件选择了锌铸件，这些选择也都是经过了多种的力学模拟，满足免工具维护的结构及应力强度的要求，同时锌铸件防锈能力抗压能力更强。