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松山湖材料實(shí)驗(yàn)室

松山湖材料實(shí)驗(yàn)室成立于2018年,，由東莞市政府,、中國(guó)科學(xué)院物理研究所和中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所共建。實(shí)驗(yàn)室未來(lái)將布局材料制備與加工極限環(huán)境設(shè)施（暫擬名）大裝置,，基礎(chǔ)前沿研究,、公共技術(shù)平臺(tái)、創(chuàng)新樣板工廠三大核心板塊,，粵港澳交叉科學(xué)中心及成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心,。松山湖材料實(shí)驗(yàn)室以中國(guó)科學(xué)院物理研究所為牽頭單位。實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)制,，為東莞市事業(yè)單位,，王恩哥院士擔(dān)任理事長(zhǎng)，汪衛(wèi)華院士擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室主任,，趙忠賢院士擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,。松山湖材料實(shí)驗(yàn)室總體規(guī)劃1200畝,，投資總經(jīng)費(fèi)約120億元，建成后人員規(guī)模約6600人,其中固定人員2200人,，研究生2200人,、博士后等流動(dòng)人員約2200人。松山湖材料實(shí)驗(yàn)室定位于成為有國(guó)際影響力的新材料研發(fā)南方基地,、未來(lái)國(guó)家物質(zhì)科學(xué)研究的重要組成部分,、粵港澳交叉開(kāi)放的新窗口及具有國(guó)際品牌效應(yīng)的粵港澳科研中心。

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客戶需求

近年來(lái),，計(jì)算模擬逐漸成為了材料研究和設(shè)計(jì)的重要手段,。高性能計(jì)算系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算性能可大幅度加速材料模擬的速率，提高材料設(shè)計(jì)的效率,。當(dāng)前,，依托高性能計(jì)算進(jìn)行高通量計(jì)算，構(gòu)建材料大數(shù)據(jù),，形成材料基因組已成為材料科學(xué)中主流的研究方式,。松山湖實(shí)驗(yàn)室迫切需要建設(shè)一套高性能計(jì)算系統(tǒng)來(lái)滿足材料研究的計(jì)算需求。

在計(jì)算資源方面,，高通量計(jì)算需要有強(qiáng)大的計(jì)算性能來(lái)提高計(jì)算效率,，同時(shí)需要有集群管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的統(tǒng)一管理，支持高通量任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度,，提高資源利用效率,。

存儲(chǔ)資源方面，高通量計(jì)算會(huì)產(chǎn)生海量的計(jì)算數(shù)據(jù),，依托海量的計(jì)算數(shù)據(jù)形成材料基因組數(shù)據(jù)。這要求存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅要有海量的存儲(chǔ)空間,，同時(shí)具有優(yōu)異的讀寫(xiě)性能,，另外還需要就有良好的擴(kuò)展性，可平滑擴(kuò)展,，以滿足未來(lái)的數(shù)據(jù)需求,。

解決方案設(shè)計(jì)

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曙光為松山湖材料實(shí)驗(yàn)室建設(shè)一套高性能計(jì)算系統(tǒng)集群，命名為“天工”,?！疤旃ぁ备咝阅苡?jì)算系統(tǒng)中配置了成熟穩(wěn)定的TC4600E刀片計(jì)算平臺(tái)，提供了強(qiáng)大的計(jì)算性能,。除刀片平臺(tái),，為適應(yīng)材料計(jì)算應(yīng)用的計(jì)算特點(diǎn)，“天工”高性能計(jì)算系統(tǒng)中還配置多核計(jì)算節(jié)點(diǎn),、胖節(jié)點(diǎn),、GPU異構(gòu)計(jì)算節(jié)點(diǎn),。豐富的計(jì)算設(shè)備既為材料模擬提供了充足的計(jì)算力，還可支持材料數(shù)據(jù)挖掘,、深度學(xué)習(xí)以及材料數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建,。“天工”高性能計(jì)算集群采用曙光池級(jí)微模塊,，保證了集群供電和散熱需求,。

在材料研究中，最有價(jià)值的是材料計(jì)算數(shù)據(jù),。曙光為“天工”高性能計(jì)算系統(tǒng)配置了Parastor并行存儲(chǔ)系統(tǒng),。Parastor采用糾刪碼等多種技術(shù)保證了數(shù)據(jù)安全，同時(shí)支持計(jì)算節(jié)點(diǎn)并行訪問(wèn),，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的讀寫(xiě)性能,。Parastor支持Scale-out擴(kuò)展，讀寫(xiě)聚合帶寬隨存儲(chǔ)容量線性擴(kuò)展,，可充分滿足實(shí)驗(yàn)室未來(lái)的計(jì)算需求,。

曙光為“天工”高性能計(jì)算集群提供了完整的軟件運(yùn)行環(huán)境，針對(duì)于材料計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)常見(jiàn)應(yīng)用（如vasp,、quantum espreosso等）,，對(duì)數(shù)學(xué)庫(kù)、MPI并行庫(kù)等進(jìn)行優(yōu)化,，以達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行效果,。“天工”高性能計(jì)算系統(tǒng)采用Gridview集群管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理所有資源,，實(shí)時(shí)監(jiān)控各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài),，同時(shí)支持高通量計(jì)算任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度，最大化地利用集群計(jì)算資源,。

客戶價(jià)值

材料計(jì)算與數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的“天工”高性能計(jì)算集群是松山湖材料實(shí)驗(yàn)室重要的技術(shù)支撐平臺(tái),，支撐了高性能計(jì)算、科學(xué)計(jì)算軟件開(kāi)發(fā),、材料大數(shù)據(jù),、基于計(jì)算和數(shù)據(jù)的材料研發(fā)。平臺(tái)現(xiàn)階段正在利用“天工”高性能計(jì)算集群和第一性原理材料計(jì)算方法構(gòu)建材料數(shù)據(jù)庫(kù),，助力我國(guó)未來(lái)的材料研發(fā),。材料數(shù)據(jù)庫(kù)是材料的知識(shí)庫(kù)，未來(lái)材料科學(xué)的研發(fā)將借助材料大數(shù)據(jù),，快速搜索與預(yù)測(cè)新材料,，實(shí)現(xiàn)多快好省的目的。




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