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北京师范大学百倍加速系统科学研究,戴尔科技鼎力相助

北京师范大学是教育部直属重点大学,成立于1902年,是国家“211工程”、“985工程”重点建设大学,2017年,学校进入国家“世界一流大学”建设A类名单,11个学科进入国家“世界一流学科”建设名单,学科综合实力位居全国高校前列。

北京师范大学系统科学学院是北京师范大学学科交叉和科研创新的重要平台,经过三十多年发展,其系统科学学科已经成为基础坚实、特点突出、实力雄厚,具有较强竞争力和发展潜力的优势学科,致力于探索复杂性、加深人类对自然与社会的认识。


在开展系统学研究时,北京师范大学系统科学学院遇到了巨大挑战。该学院系统学研究方向涵盖了物理、生物、社会经济与工程等领域,主要研究包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论等一大批研究项目,体系结构包含工程技术层、技术科学层、系统学以及系统观念层等多个层次,研究过程需涉及大量复杂的计算及实验,对算力提出了很高的要求

以复杂网络组研究为例,研究人员需要科学知识图谱数据,包含上百万个节点规模的图结构数据,而普通台式机计算性能有限,并行计算效果并不是很好,一个程序需要运行好几天,导致科研进度十分缓慢

而另一方面研究任务重时间要求紧,北京师范大学系统科学学院需要将全部的精力投入到研究之中,因此急需一个完整的高性能计算平台方案、一个交钥匙型的工程

这个高性能计算服器平台需要具有良好的性能福建快三开奖结果,以帮助学院的研究人员快速对各系统本身性质和演化行为展开研究,全面抓住系统内各要素的共性,完成基本规律的探索,推动系统概念、一般系统论、系统理论分析论、系统方法论和系统方法的应用。

PowerEdge MX7000来救场

针对北京师范大学的需求,戴尔科技集团在项目的规划阶段成立了专门的项目小组,站在用户角度从应用需求出发,不断修正和完善方案;项目的实施阶段,戴尔科技集团承担了硬件系统上架、软件安装、网络调试等全套建设任务;项目维护阶段,戴尔科技集团提供了专业化的技术支持服务。

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最终,戴尔科技集团为北京师范大学系统科学学院提供了以MX7000模块化服务器为硬件基础的高性能计算整体解决方案,该方案包含MX7000机箱,4套MX740C服务器,2套MX840C服务器计算模块和1台MX9116N网络模块。MX7000机箱内的网络低延迟小于450ns,服务器配置了英特尔®至强®Gold 6148处理器,该处理器计算主频为2.4GHz,最大睿频频率为3.7GHz,缓存达到27.5MB,支持768GB内存,采用14纳米制作工艺和64位CPU架构,拥有20个计算核心和40个线程,支持AVX 2.0技术、英特尔Speed Shift 技术、英特尔TSX-NI技术、英特尔EnhancedSpeedStep技术、英特尔Instruction Replay技术,可以在电源节省、计算效能、计算安全方面为客户提供更好的支持。

 

▲▲▲PowerEdge MX7000

在戴尔易安信高性能计算服器平台方案下,未来如果需要配置新的刀片机箱,只需配置MX7116N扩展模块即可实现统一管理;未来如果需要扩展存储,连接SAN存储设备是非常有利的手段,MX9116N交换机支持融合网络,可以无缝直连SAN交换机或SAN存储阵列。

另外,戴尔易安信模块化MX7000服务器先进的无中板技术不仅拥有低延迟、无性能限制、更方便适配新的I/O技术等优势,而且消除了单一故障点,方案架构科学且先进。

 

客户收益

 

01

科研计算能力提升100多倍,IT效率大大提高

由于引入了虚拟技术,戴尔易安信MX7000系统拥有多个虚拟机,可以提供强大的并行计算能力,大大缩短了运行时间,对北京师范大学系统科学学院而言,之前一周跑完的程序,现在只需1个多小时就可轻松搞定,效率提升一百多倍

同时,在服务器管理方面虚拟机的建立和数据持久化都十分方便。通过合理建立和关闭虚拟机,计算服务器资源得到更高效的利用,研究团队内的每一个人都可以快速搭建和使用计算资源,合理地做到了计算资源的分配,既避免了计算资源的浪费,同时让每个人都能通过计算服务器进行自己的研究项目,组内的科研进度大大提高

02

节省50%的空间以及30%以上的电力消耗,TCO降低30%

目前,以戴尔易安信MX70004套MX740C服务器2套MX840C服务器MX9116N交换模块”为核心的高性能计算服器平台已经完成组装和调试,整体运行状况非常平稳。

MX7000的智能管理特性非常突出,其内嵌的智能管理模块OpenManage Enterprise可以对机箱内部计算、存储、网络等模块进行统一管理,同时也支持未来多个机箱的集中管理,IT人员可远程进行各种操作

 

系统科学学院的陈家伟博士是这套高性能计算服器平台项目的主要推动者他对平台的表现给予了充分的肯定

“目前,学院系统科学研究的主要计算任务均由这套系统来完成。该平台的上线,有效地保障了我们在系统科学研究方面的计算效率,与以往传统方案相比,采用戴尔科技集团MX模块化系列服务器我们可以节省50%的空间,节省30%以上的电力消耗这可以让运营成本得到有效的控制我们的IT效率大幅提升,TCO降低了30%。

 

03

计算复杂度高,普通台式机工作站难以满足的实验得以快速模拟

 

陈博士介绍说:依托戴尔科技集团高性能计算服务器平台,我们高效地完成了社会动力学的蒙特卡洛模拟工作,福建快三开奖结果相关的文章发表在国际知名杂志《New journal of physics》上。”

具体来说,该项研究工作需要在节点数量从几百至上万的复杂网络上,在不同的参数和初始值下进行反复的动力学模拟实验。由于需要探索的参数数量大实验需要重复的次数多且计算复杂度高普通台式机工作站难以满足运算需求。现在,得益于虚拟机的建立以及计算资源的动态分配,研究团队申请了多台虚拟机进行并行计算,大大加速了模拟进度,在一个月之内便完成了模拟工作

 

此外,学院研究团队还高效地完成了基于多主体的仿真模拟实验,大幅节省了实验所需要的时间。在实验中,研究人员需要模拟一个随时间演化的多粒子系统,系统的粒子数达上百个,每个粒子跟它的邻居有相互作用,模拟的时间步达到上百万步,由于模型的参数较多,因此还需要进行近百组的对比实验。普通的台式机难以应付庞大的计算量,因此初期实验频频受阻

有了戴尔科技集团的高性能计算服务器平台之后,其强大的并行计算能力非常适合应用于研究团队的多主体模拟实验,通过合理的优化处理,程序运行时间缩短至近原来的百分之一,以前需要运行一周的代码现在只需要2小时,大大提高了模拟效率,使研究团队的实验有了飞速进展。

 


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