為科研量身定制，優刻得推出“云極”高性能計算EPC

2021年02月02日 10:25:07 來源：中文科技資訊

　　隨著數字化走向縱深，科研教育進入信息化時代。在科研項目的推進過程中，往往會面對復雜的數據密集型計算任務，例如仿真、數據建模、渲染等大量運算場景。此時如果使用單一的通用物理計算主機，會因為計算數據量龐大、算力性能有限，從而導致計算效率大大降低，甚至根本無法執行計算。而HPC高性能計算集群的出現，通過將多個單元的計算能力進行整合，打破了算力性能的局限，成為了科研攻堅時不可或缺的利器。

　　兩款新機型+兩項場景優化

　　2020年，優刻得在業內首先發布了具有自由彈性、超強算力的“啟慧科研云”，而“啟慧科研云”超強算力的背后，正是優刻得自主研發的第一代高性能計算產品UHPC。相比傳統的HPC超算數據中心，基于“云”的UHPC擁有海量資源、彈性擴展、靈活部署、數據安全等諸多優勢。為了滿足在更多復雜場景科研攻堅時，對于超高性能算力、高速網絡傳輸、海量數據存儲的更高需求，優刻得再次發力，于近日推出了為科研量身定制的新一代超算產品，并將UHPC正式更名為“‘云極’高性能計算 EPC”(以下簡稱UCloud EPC)。

　　“云極”旨在為用戶提供基于公有云技術的超高性能算力體驗。相比上代產品只提供單一快杰云主機機型，UCloud EPC新增快杰裸金屬云主機、快杰Lite云主機兩款超算機型：

　　> 快杰裸金屬云主機基于NVIDIA最新系列 BlueField DPU打造，通過DPU集成的多核ARM CPU，快速將快杰云主機的基礎架構軟件從x86遷移到DPU中，在減少宿主服務器CPU系統資源占用率的同時，有效提升CPU性能穩定性，讓快杰裸金屬云主機在具備快杰云主機彈性靈活高性能諸多特性的同時，做到了物理機級別的資源隔離。快杰裸金屬云主機目前可提供最高規格為CPU 96核心，內存576GB的實例。

　　> 快杰Lite云主機采用Ampere Altra處理器，基于ARMv8.2指令集，使用知名的Phoronix測試套件PTS測試HPCG(High Performance Conjugate Gradients，高度共軛梯度)成績為20.77 GFLOP/s，相較于同規格的快杰云主機(x86架構)性能提升40%。快杰Lite云主機在生物信息學、空氣動力學模擬、氣象預測模擬等超算應用場景中，優勢更為凸顯。

　　針對業內HPC在科研場景遇到的一些問題，UCloud EPC還進行了兩項優化：

　　針對普通云盤性能較弱，RSSD云盤存儲費用較高的問題，UCloud EPC增加了對高效云盤與網絡文件存儲的支持，可有效降低存儲成本40%。其中，全新上線的網絡文件存儲支持標準原生的SMB 3.1+文件訪問協議，并同時支持Linux系統和Windows系統。網絡文件存儲內網接入帶寬為25Gbps的RDMA高速網絡;客戶端訪問網絡文件存儲實際帶寬可達400MB/s。

　　針對科研計算數據上傳下載過程中的網絡傳輸優化，UCloud EPC新增對教育網專線的接入與盤柜直通租賃服務，以及針對百度云盤和釘釘網盤兩款主流網盤客戶端的定向加速。用戶只需通過專屬域名(instance_name.edu.ucloud.cn)即可實現就近接入教育網絡專線，并高速訪問UCloud EPC云主機。用戶還可根據自身數據規模大小(1TB以內的數據建議使用云主機專屬域名，百度云盤或者釘釘網盤;1TB以上的數據建議使用盤柜租賃)選擇通過多種方式和渠道，將數據快速上傳至UCloud EPC進行科學計算。計算完成后亦可通過上述渠道快速遷移計算結果到用戶本地環境，大幅提升數據上云下云效率，加速科研進程。

　　突破科研IT痛點，UCloud EPC三大優勢

　　以本地機房、硬件部署、內外隔離為特點的科研機構傳統IT架構，已無法滿足科研場景彈性擴容、跨域協同、靈活部署的需求。而以云計算為基座的UCloud EPC，通過性能強大、高效協同、靈活部署的高性能計算方案，將打破科研算力瓶頸，釋放科研發展活力。具體而言，相比科研機構傳統IT及普通HPC，UCloud EPC具有以下三大優勢

　　一、性能強大、提升效率

　　UCloud EPC 搭載業內最新一代CPU、GPU芯片，以高性能快杰云主機、快杰裸金屬為基座，可秒級快速啟動HPC集群。EPC與優刻得大數據、AI等產品結合，提升科研算力和算法創新。

　　二、高效協同、數據安全

　　科研機構傳統IT架構，通常使用科研機構或者高校內部機房，校園網與外網隔離，導致無法與外部科研團隊或機構高效協同。UCloud EPC基于優刻得公有云平臺，可實現跨地域協同、多團隊配合;同時，優刻得在公有云安全措施上的嚴密防護，也規避了以往本地機房容易遭遇攻擊或硬件受損等，帶來的數據安全問題。

　　三、靈活部署、降低成本

　　使用UCloud EPC，科研機構無需一次性購買大量硬件，可按算力使用需求靈活配置，并按實際使用量付費，需求高峰時無需排隊、需求低谷時避免資源浪費。UCloud EPC與優刻得云原生、數據分析、AI產品結合，可提高研發效率，降低運維成本。

　　UCloud EPC助力高校科研應用創新

　　目前，UCloud EPC已為多個科研教育項目的落地以及傳統IT架構HPC上云提供服務：

　　哈爾濱某高校科研教育項目

　　哈爾濱某高校科研團隊在遇到本地計算資源不足、計算性能不高等瓶頸后，主動聯系優刻得尋求超算性能方案。借助高性能的UCloud EPC快杰裸金屬云主機、彈性靈活的UCloud EPC快杰云主機，同樣的CFD算例，遷移至云上之后，速度達到本地高性能工作站的兩倍，將原本至少10天以上的計算任務，縮減至僅需5天即可完成。UCloud EPC助力推進科研項目、加速科研產出成果。

　　上海某高校科研教育項目

　　上海某高校科研團隊在開展大規模的流體-固體耦合計算進行科研攻關時，對耦合計算要求高性能CPU、大內存和大容量存儲提出了更高要求，但本地服務器資源緊張、配置固化、不易擴展，嚴重制約了科研工作的開展。在得知UCloud EPC“快杰版”云主機搭載了最新一代的高性能芯片，具備內存可指定、存儲支持熱態擴展等靈活性，科研團隊決策快速上云，最終讓該科研項目將原本需要20天以上的耦合計算加速至一周內完成，且實現了TB級數據的線下遷移。

　　江蘇某高校科研項目

　　江蘇某高校材料研究團隊在科研攻關過程中，需要進行大體系計算。本地集群資源的不足，限制了計算速度;又逢校區搬遷，物理機柜在整個遷移過程中無法使用。計算慢、但科研速度不能慢;機柜停、但科研工作不能停。UCloud EPC強大的算力性能與靈活易部署的特點有效破解了兩大難題，客戶經過短期試運行材料學計算軟件，證實了性能顯著優于本地計算資源。隨即開展了長周期、大負荷的高性能計算。

　　上海某高校生命科學科研項目

　　冷凍電鏡正在成為生命科學研究的重器和利器，上海某高校走在冷凍電鏡領域的前沿。冷凍電鏡離不開高性能計算，大量的電鏡數據需要借助諸如Relion等應用軟件進行分析和處理。優刻得提供的高性能CPU+GPU異構計算能力，顯著提升了Relion的運行速度。此外，針對TB級計算數據的遷移，優刻得為用戶提供了方便快捷的線下遷移服務，做到了TB級數據一站式上云、異構計算工作快速展開。UCloud EPC一站式服務，助推前沿科技研究。

　　華中某高校耦合計算項目

　　多物理場景的耦合計算，正在成為機械工程、航空航天等領域的核心手段。但耦合計算過程中，對算力性能有著超高的要求。華中某高校課題組在耦合計算時遇到了本地資源不足的問題。借助UCloud EPC超算性能，突破了原有的計算瓶頸，實現了工程應用級別的耦合計算，在短時間內成功交付高質量的科研成果。UCloud EPC為該高校科研團隊掃除了算力障礙、構筑性能超算平臺。

　　藍威技術傳統HPC上云項目：

　　藍威技術是工程仿真領域的創新企業，致力于為客戶提供SaaS化開箱即用的工程HPC服務。UCloud EPC為藍威技術帶來了在靈活配置(資源隨時供應、靈活調整)、高性能(云主機性能優于原有物理機達30%)、彈性(大業務到來時隨時啟動新集群，最終用戶無需排隊)、順暢連接(優刻得高速跨域網絡接入，顯著提升用戶體驗)等全方面的服務。比之前傳統架構的部署模式，性能提升30%，成本降低30%，助力藍威技術實現降本增效。

　　科研是科技創新的基礎，而高性能計算則是科研的基石。未來隨著產業數字化、智能化深入發展，基于云計算技術的UCloud EPC，將助力更多科研機構打破性能算力的瓶頸，賦能科技敏捷創新，推動科技產業加速發展。

　　用戶難題痛點FAQ

　　Q：

　　1)用戶自有超算中心不支持某類計算任務怎么辦?

　　2)用戶自購服務器資源老舊算力不足怎么辦?

　　實際案例：

　　某高校用戶超算CFD 計算任務需要在Windows平臺運行計算任務，但校級超算中心不提供Windows計算平臺，使用自購的服務器(基于Intel Cascade Lake鉑金版8276L處理器)計算該任務又反映計算速度太慢。

　　EPC如何解決：

　　快杰裸金屬云主機支持Windows平臺，并且在同樣的網格數計算量下，比用戶自購服務器計算時間縮短一倍。2天的計算成本僅為800元。

　　亮點：

　　快杰裸金屬云主機以AMD EPYC(霄龍)第二代處理器為底座，最高時鐘頻率可達 3.4GHz

　　Q:用戶計算完成后，數據回傳速度太慢怎么辦?