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高性能计算

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1、高性能计算平台简介

高性能计算、又称为超级计算,是计算机科学重要的前沿性分支。高性能计算被广泛应用于国民经济、国防建设和科技发展中具有深远影响的重大课题。作为科技的基础产业,高性能计算支撑:核试验模拟、航空航天技术、石油勘探、气象预报、生物基因、材料设计、金融计算等,几乎可以涉及人类科学与生活的每个领域。其已经成为衡量国家、机构综合科学技术研究、产品研发实力和创新能力的重要标志。

我校作为一所以工为主,理工结合,多学科协调发展,航空、航天和民航特色显著的重点大学,统一建设校级高性能计算平台,已经成为“双一流”高校建设规划的基础,此项举措不仅能为学校产学研快速发展奠定稳定的基础,也为满足学校各学科日益增长的高性能计算需求,完善高性能计算应用,扩大学科服务范围,服务基础研究、应用研究和交叉学科研究活动开展,从而提升学校学科建设和科学研究水平。

南京航空航天大学高性能计算校级公共平台(以下简称高性能计算平台)是根据“十三五”学校信息化建设专项规划“建设面向跨学科协同创新的高性能计算中心”的要求建立的校级科学仪器公共平台之一。平台首期建设分为两个阶段:即2018年底前完成高性能计算中心机房基础设施建设;2020年前完成高性能计算平台建设。预期首期将建成峰值运算能力达到3PFlops(3千万亿次浮点指令),中国高性能计算机性能TOP100排行榜中,综合性能高校排名达到前五名的高性能计算平台。

  

  图1 2018已完成的高性能计算中心机房改造项目  

图2  筹建中的高性能计算平台(示意)

南京航空航天大学高性能计算平台主要功能是向全校师生提供高性能计算服务的开放性公共基础设施,满足各学科领域规模科学、工程计算及仿真的需求。平台的目标是为适应跨学科协同创新和学校的学科发展的需求,整合现有资源,建立统一的高性能计算中心制定精简有效的管理服务制度,建立可持续发展的体系架构和专业稳定的技术团队,全面提高学校产学研竞争力。高性能计算平台的管理、研究和技术人员的职责是负责高性能计算平台的日常管理、运维、用户服务、为项目团队提供并行软件开发与优化,开展高性能相关教学、实验,培养高性能专业人才,参与国内外高性能计算领域的项目申报、学术交流和科研合作。

2、高性能计算中心简介

   高性能计算中心成立于2017年10月,根据“十三五”学校信息化建设专项规划要求将“建设面向跨学科协同创新的高性能计算中心”。依托南京航空航天大学信息化技术中心、高性能计算中心,2018年6月成功申报注册校内科研机构“南京航空航天大学高性能计算研究所”,从组织和人员架构上实现高性能计算与应用方面是实现跨学科协同创新机制。

 高性能计算中心是南京航空航天大学高性能计算平台的运维和管理部门,其职能具体如下:

(1)制定高性能计算集群软件、硬件实施计划,提出新建、扩建、改建计划和实施方案。

(2)开展高性能计算集群不同应用场景的同构及异构体系及性能优化研究。与协同研究团队共同开展科学与工程计算的高性能并行算法及软件开发工具等服务与研究。为特定领域的仿真软件研发提供支持:核反应堆、电机模型仿真系统等。高性能计算中心信息安全与保密体系研究与管理。独立申报或者联合申报各级项目支持,推动高性能计算平台良性循环。

(3)组建研究所、实验室,支持科研和辅助课程建设,开设实验课程,并为选择高性能计算类课程的学生提供计算实验环境和相关培训,推动学生自主创新活动,培养专业人才;

(4)高性能计算集群的日常管理和运行维护、高性能计算用户账号管理及收费管理。提供高性能计算咨询和托管服务,解决用户在使用中遇到的各类技术和管理问题。

(5)开展与高性能计算相关的科研,用户培训、技术交流和对外合作。

(6)负责高性能计算门户网站的建设与管理,提供资源下载与更新。

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