联想高性能计算GPU解决方案

联想高性能计算高级架构师 郝常杰

2016

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时光的积淀成就联想HPC的辉煌

中国第1台IA服务器

1995年联想推出

2003年深腾6800

TOP500第14位

2009年深腾7000我国首用百万亿次机

2005年深腾6800

获国家科技进步二等奖

2009年深腾7000G二百万亿次

2011年SuperMUC

世界第一台大规模温水水冷系统

2012年助力神舟九号飞船与天宫一号精准对接

2016年 ISC Top500

联想获得92席

2013年深腾7000北京市科技进步

一等奖

世界第1台万亿次机群

2002年联想推出

2004年深腾1800

获国家科技进步二等奖

……

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3

将军百战穿金甲，淘尽黄沙始是金

成绩源于联想持续在多个行业的深刻理解

ISC’16 Top500

HP 25.4%Lenovo 16.8%Cray Inc.12.0%Sugon 10.2%IBM 7.6%SGI 5.0%Bull 4.2%Inspur 4.0%Dell 2.2%Fujitsu 2.0%Others 10.6%

25.4%

16.8%

12.0%10.2%

7.6%5.0%

10.6%

HP Lenovo Cray Inc. Sugon

IBM SGI Bull Inspur

Dell Fujitsu Others

Vendors System Share

连续两年获得中国Top100第一

3

4

聚焦细微方可洞悉需求

地震资料处理

油藏模拟分析

4

能源

深度学习

人工智能 (AI)

制造 机械/电子辅助

设计

过程模拟

有限元分析

故障风险分析

药物研究

蛋白质折叠

基因工程

医疗影像

环境科学

天气预报

新能源

高能物理

生命科学

数字媒体

政府和高校

影视后期制作

数字媒体渲染

在线游戏

5

群星闪耀 - 联想HPC全球专家团

5

中国团队

祝明发博士联想HPC首席科学家

肖利民博士

中国区HPC专家团队

全球团队

Dr. Luigi BrochardWW HPC 首席研究员

Dr. Matthew ZieglerWW HPC 架构师

Dr. Zaphiris ChristidisWW HPC 气象首席架构师

Dr. Bhushan Desam WW HPC 制造首席架构师

……

6

联想HPC解决方案 – 深腾X8800 联想全线产品支持GPU

Rack Server

Blade Server刀片系统

NeXtScale Server 快速, 高密, 灵活

Networking

GSSLeoStor高性能存储

Intelligent Cluster™经过完整测试的，工厂预集成系统，包括服务器，存储，网络，集群管理软件等

System Tools R&D资源管理

Services部署, 调优，运维…

6

联想智能超算平台

LiCO

7

预判天下 决胜未来

联想的研发将主要集中在高性能集群架构的优化和智能管理

6

绿色节能(Green Energy)

智能管理(Smart Management)

深度学习(Deep Learning)

8

工欲善其事，必先利其器

平台硬件研发投入

自研专用软件LiCO

预投专有实验体系

全球技术专家团队

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联想与合作伙伴一起提供基于GPU加速计算的HPC 方案

完善生态体系

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石油上游HPC应用及特征分析

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地震数据采集

•检验野外施工质量。

•对场地环境适应要求高

地震数据处理

•数据体规模较大（几十到上百TB）

•计算节点间数据交换不多

•计算节点需要临时数据空间

• I/O压力较大

地震资料解释

•人机交互为主

•数据体规模不大

•串行程序为主

•较高的图形显示功能3D。

油田开发

•计算节点间通讯较多

•带宽、延迟敏感

•高速网络需求。

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石油上游HPC的应用分布

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• 地震数据处理(85-90%)

– Converting Raw Field Data to 3D earth subsurface images

– Extremely parallel(Linux clusters, gigabit Ethernet)

• 油藏模拟(10-15%)

– Economic/technical model of reservoir to determine drill decision and planning

– Less parallel(SMPs, high bandwidth interconnect(Infiniband, Myrinet)

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地震资料处理应用发展趋势和状况P

erf

orm

ance

20152010

3D PSDM/PSTM Migration▼

Wave Equation 波动方程

Finite Difference Migration

▼

3D Inversion, Scatter Theory

Multiple Attenuation▼

PSTM▼

1995

K PSDM（2D）▼

2000 2005

▼ Wave Equation

Reverse Time Migration

UNIX并行机

Linux集群

其他加速技术

GPGPU

FPGA

？

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典型的数据处理系统架构

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管理网交换机

CPU集群交换（以太）

IB网关多条万兆

…..……刀片（偏移）

…..……刀片（常规）

CPU集群管理节点

I/O节点 …

…

…

….存储模块

SAN交换机

IP

集群存储

I/O节点 …

…

…

….存储模块

IB

集群存储

GPU集群

GPU集群管理节点

CPU集群

IB

GPU集群交换（IB）

SAN交换机