華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)支撐科研完成算力飛躍，大大提升了作業(yè)效率。有了智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的加持，北大學(xué)子能夠更從容地面對Deadline，助力科研更上一層樓。

1963年北大擁有第一臺計(jì)算機(jī)時，就在全國高校中率先成立了計(jì)算中心。2001年學(xué)校匯集多個領(lǐng)域的專家成立了北大科學(xué)與工程計(jì)算中心，搭建了一個具有多學(xué)科交叉性質(zhì)的研究平臺，服務(wù)全校教學(xué)科研，取得良好效益。2018年高性能計(jì)算校級公共平臺揭牌啟用，“未名一號”、“未名教學(xué)一號”和“未名生科一號”三套集群陸續(xù)投入運(yùn)行，公共平臺的計(jì)算總核心數(shù)達(dá)31,732個，峰值計(jì)算能力為3.65pflops。平臺為數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地球科學(xué)等學(xué)科提供了高性能計(jì)算環(huán)境，可謂“上知天文，下知地理”。

高性能計(jì)算平臺是一所大學(xué)重要的科研支撐條件，用于提高科學(xué)研究水平、推動工程技術(shù)創(chuàng)新。截至2023年5月12日，北大高性能平臺共有師生用戶5070人，分布在全校96個院系單位。已知支撐科研課題超545項(xiàng)，總金額達(dá)31.36億元，科研論文1400多篇，并支撐了2020年戈登貝爾獎的發(fā)布。該獲獎項(xiàng)目通過機(jī)器學(xué)習(xí)將分子動力學(xué)模擬極限提升到1億原子的驚人數(shù)量，被認(rèn)為是當(dāng)今計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域中最令人興奮的重大進(jìn)展。

隨著平臺使用人數(shù)的增加，用戶的作業(yè)量逐漸超過了平臺能力，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的流量吞吐量和復(fù)雜性都大大增加。以“未名生科一號”為例，節(jié)點(diǎn)的占用率長期處于95%以上居高不下，作業(yè)運(yùn)行時間最高達(dá)109小時，排隊(duì)時間最高550小時，系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)改造迫在眉睫。

圖?“未名一號”運(yùn)行狀態(tài)

針對排隊(duì)和作業(yè)時間過長的問題，各廠商先后提出IB（Infiniband）、RoCEv1、RoCEv2等無損網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過嚴(yán)格測試，北京大學(xué)高性能計(jì)算校級公共平臺選擇采用華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric 3.0解決方案，基于智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)搭建高性能計(jì)算集群，100%釋放算力，縮短作業(yè)運(yùn)行時間和排隊(duì)時間。

華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)
助力北大提升科研效率

此次測試主要關(guān)注TCP/IP、IB和RoCEv2分別在高性能計(jì)算基準(zhǔn)測試工具Linpack、地球系統(tǒng)模式CESM以及分子動力學(xué)軟件VASP等應(yīng)用場景中的測評結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在VASP測試中，華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)100GE RoCEv2優(yōu)于IB；在Linpack和CESM測試中，華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)100GE RoCEv2與IB性能表現(xiàn)基本一致，也證實(shí)了在真實(shí)應(yīng)用場景下華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可以代替IB。

華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)解決方案獨(dú)家實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)0丟包，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器規(guī)模不變，算力翻番；可提供業(yè)界最高密768*400GE交換機(jī)CloudEngine 16800，可構(gòu)建10E級的超大規(guī)模算力集群；獨(dú)家實(shí)現(xiàn)網(wǎng)算一體，網(wǎng)絡(luò)協(xié)助計(jì)算，經(jīng)第三方權(quán)威測試機(jī)構(gòu)Tolly認(rèn)證，任務(wù)完成時間（JCT）對比IB 縮短 17%。

北大高性能計(jì)算校級平臺擁有國內(nèi)領(lǐng)先的超算集群，全系統(tǒng)Linpack效率常年位居前列，對網(wǎng)絡(luò)性能、可靠性和先進(jìn)性要求都非常高。此次測試結(jié)果加深超算行業(yè)技術(shù)圈對華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)全無損以太的充分認(rèn)可。未來，華為智能無損高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)將更廣泛地應(yīng)用于教育、科研等領(lǐng)域，為國家科學(xué)計(jì)算、工程技術(shù)創(chuàng)新、高精尖科研添磚加瓦。