高性能运算之刀片解决方案

高性能运算之刀片解决方案

高性能运算之刀片解决方案 前言

1、 方案提供商：IBM

2、 方案所在行业: 石油，教育，科研，生物，制药，医疗，媒体娱乐，

3、 方案优势：

l 该方案是IBM公司将X-架构技术及高性能运算方面长期的技术集累的有机接合

l 该方案得到众多投产系统的验证，是一套非常成熟的系统

l 该方案是业界CPU最密集，最省电，集成度最高，扩展能力最强的系统

l IBM Linux集群系统是以IBM独有的X-架构技术为基础，提供企业级的处理能力可扩展性、可用性和服务。

l 高度集成的管理系统，为系统提供高可用性，易用性，稳定性和可靠性

4、 客户群

中石油，中石化，大学，研究院，医疗，行业。（所有需要大量并行运算的客户）

一、高性能运算解决方案

众所周知，IBM公期以来在高性能运算方面投入了大量的精力，并取得了很好的成绩。在高性能运算 TOP 500名中，IBM公司占有很大的份额。IBM的大规模并行处理机SP系统已广泛地运用在各个领域，该机（深蓝）曾在1997年中的“人机大战”中因战胜棋王卡斯帕罗夫而享誉全球。作为后起之秀的Linux 集群系统，吸取了SP大规模并行机的诸多优势，并且将SP上的优秀的系统管理软件和并行处理方面的程序移植到Linux 集群系统上。正是利用自己在集群UNIX计算机领域的广泛经验，IBM开发了IBM Linux集群系统，旨在帮助客户应对面临的挑战。

IBM eServer Cluster 1350正在将运算技术中两个最流行的概念――Linux群集和刀片服务器融合到一个标准的系统之中，用于企业和研究机构。Cluster 1350将是多种系统的集合，包括IBM BladeCenter系统、eServer x335以及eServer x345系统。IBM将在工厂对群集进行测试和集成之后，在运输到客户现场，这些系统将更容易安装和管理。

[IBM的Linux集群系统的先进技术]

IBM Linux 集群采用的先进技术

总体而言，我们有很强的技术实力，依靠“整体”的系统解决方案保证系统的可用性和可靠性，将Linux集群推广应用到“实际生产处理”系统中。

[系统的稳定性和可靠性]

IBM的x系列服务器中采用了如下先进技术来最大限度地保证系统的稳定性和可靠性：

Ø 软件恢复（Software Rejuvenation）

Ø Chipkill 内存

Ø 预测性故障分析（PFA）: 处理器、VRM、内存、硬盘、电源和风扇

Ø 系统管理处理器（Service Processor）

Ø Capacity Manager

Ø 热插拔电源

Ø 热插拔风扇

其次，在系统的维护和修复方面，IBM还提供如下的技术来

缩短宕机时间，以保证系统最大限度的使用率：

Ø 实时诊断

Ø 电源恢复

Ø 服务器自动重启动

Ø 远程管理适配器

另外，IBM 先进的管理工具还为集群系统的高可用性和高可靠性提供了有效的保证。

[集群系统管理的优势]

IBM提供的集群系统管理软件xCAT，它是一个高级的集群管理软件，允许通过一个单点控制和管理一个Linux集群系统。它在简化集群管理的同时，还使集群能够方便地实现快速扩展，从而提高了系统管理员的工作效率。

同时，提供予警分析报告，帮助用户防患于未然，最大限度地保证系统的生产运行时间。同时，即使在硬件出现故障时，服务器也能提供快捷、方便的诊断工具，帮助快速查处问题所在，及时解决问题。

二、IBM高性能运算解决方案架构图（刀片服务器）

在方案中计算节点一共配置了252个，使用了18个BladeCenter，每个BC内可以放置14个刀片服务器。每个刀片服务器内配置2个3.0GHz/533MHZ的 Xeon CPU和2GB内存。每个刀片中心配置1个4口千兆交换模块，采用4个1000M口与CISCO 4506进行连接，每个刀片中心配置冗于电源，采用爆炸式冷却系统。为了减少噪音，在每个BC配置了一个消音模块。

我们采用8个I/O节点，每个I/O节点使用IBM X335 1U服务器来承担。每个计算节点配置一个2GB的HBA卡与光交换机相连接入SAN网络，另外，每个计算节点通过100M以太网卡接入管理网络。

管理节点主要是负责整套刀片集群系统的安装、维护、诊断、作业的调度、资源分配管理等，还负责绘图数据的链路。因此采用IBM X345 2U节点来完成。为了使用远程监控功能还配置了Remote监控接口。X345上有两个10/100/1000Mbase-TX接口，一个连接到计算网段，一个连接到管理网段，此外还配置一个1000Mbase-SX光纤接口用于实现与用户网段的CISCO 2950连接，实现与用户终端通讯。

三、成功案例

中国油田公司研究院地球物理研究所2003年引入了IBM刀片式服务器作为计算节点，共226个节点，每个节点上都有两个CPU，共500多个CPU；1U高的x335作为存储节点，2U高的x345作为管理节点。该平台主要用于石油勘探地震资料处理的高性能计算。

在此之前，三维处理能力为4000平方公里。而升级以后，三维处理能力将会提高到6000到7000平方公里，同时在处理准确性上也会有更大改进。

研究所副总工程师贾亚军先生介绍说：“此次项目竞标非常激烈，我们收到包括IBM在内等多家服务器厂商的群集方案。对地区来说，我们选择IBM的BladeCenter刀片服务器方案的主要考虑因素：在计算能力方面，IBM eServer BladeCenter刀片服务器节点密度高，单机柜CPU容量高出1U机柜一倍；从散热技术来讲，适用于我所机房运行环境；此外从机房管理、耗电等方面的考虑，刀片式服务器将更适合地球物理应用。此次我们引进了200多个节点；根据目前的发展速度，三至五年内我们会发展到500甚至1000个节点，刀片机柜的占地将会比1U机柜省去很大空间。”

除此之外，IBM公司还在国内外的石油行业，大学、研究所、行业，拥有大量的成功案例，如江苏油田，辽河油田，青海油田，四川石理局地调处，长庆石理局，上海交通大学，航天部，等等