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北京云公共计算平台一期工程已经通过专家鉴定,并且在工业计算、生物计算和科学计算等领域得到初步应用。未来三年,北京云公共计算平台还将进一步扩建。此举将有力地促进云计算服务的普及,并推动北京区域经济发展,提升区域自主创新能力。
北京云公共计算平台可以为广大中小企业提供最新的硬件和软件资源、虚拟原型制作、可视化技术、网络技术、数据挖掘等,对缩短产品开发周期,提高中小企业的产品研发能力和市场竞争力起到了非常重要的作用。
北京云初具规模
北京市计算中心在北京云公共计算平台一期建设中,已建成每秒浮点运算能力达到20万亿次的云计算平台,不仅在计算规模,而且在能耗管理、网络、体系结构的设计等方面都达到了国内领先水平。
北京云公共计算平台采用芯片级节能、基础架构级节能和系统级节能三级节能设计,计算网络采用目前业界领先的40Gb 4x InfiniBand QDR网络,高速互联网络采用核心-边缘两层高可用冗余Fat-Tree非阻塞(Non-blocking)网络拓扑结构,可以实现任意两个节点间40Gb的通信带宽。
随着计算规模不断扩大,高性能计算机在功耗、效能、散热、应用效率等方面都面临着新的挑战,混合异构成为高性能计算机的发展趋势。北京云公共计算平台采用GPU和通用处理器混合异构的架构,可以达到10万亿次的GPU处理能力和10万亿次的通用处理能力。
在一期项目建设中,北京市计算中心构建起能为工业用户提供SaaS(软件即服务)、IaaS(基础架构即服务)和部分PaaS(平台即服务)服务的北京云公共计算平台。
数据安全有保障
北京云公共计算平台采用128位SSL网络传输加密技术。这是目前网络银行普遍采用的传输安全保障方式。为了进一步保障传输过程的安全,北京云公共计算平台可为特殊用户提供传输前的二次加密服务。
用户不必担心存储在北京云服务器上的数据的安全。北京云服务器采用先进的数据加密防拷贝技术。除了用户自己,其他人无法窥视存储在北京云服务器中的数据。
用户使用北京云进行计算,不必担心数据丢失。北京云公共计算平台使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使得采用北京云比使用本地计算机更加可靠。北京云公共计算平台还拓展了传统的备份、容灾模式,给使用者更多的选择。
北京云公共计算平台的主要特点是:采用开放架构而不是基于单一技术,不排斥第三方技术;强调资源调度、应用集成和性能上的优势;强调用户服务和服务管理;可提供虚拟化服务和高性能计算服务。其中,虚拟化服务包括虚拟机服务和预置应用服务,高性能计算服务包括科学计算服务、工程应用服务和普通计算服务。
强有力的支撑平台
北京市计算中心可以提供强大的公共计算服务能力。北京市计算中心在工业计算领域、科学计算领域与从多企业和研究机构开展合作,并且取得了丰硕的成果。
在工业计算领域,基于北京云公共计算平台的CAD/CAE/CAM技术在结构分析、流体分析、几何建模、碰撞分析、电磁分析等方面,可以快速有效地进行仿真模拟,为加工工艺、装配工艺、机械零部件性能分析、模具设计、车辆等复杂机电装备性能分析等提供有力的技术支持,不仅能够缩短产品的升级换代周期,降低设计与制造成本,提高产品性能,而且能为各种规模的企业提供虚拟产品设计与性能仿真的共享平台。
在科学计算领域,北京云公共计算平台的使用者包括气象、物理、材料、医学、能源等各学科领域的科研工作者。北京云公共计算平台为这些科技工作者提供超大规模并行计算软硬件资源、强大的程序并行化处理能力,并可提供程序移植、优化、定制等各种开发服务,将他们从繁琐复杂的计算工作中解放出来。北京市计算中心已经完成或正在开展的项目包括人体基因测序、地震工程领域应用、鼻腔病变分析、汽车碰撞模拟仿真、钢结构虚拟装配仿真、失效分析等。
北京云的未来
北京云公共计算平台基于Xen和KVM虚拟化技术以及LSF和ISF云计算中间件,可提供全局资源监控管理、全局资源调度和动态应用部署。
北京云公共计算平台可提供服务化的Ansys、Fluent、Abaqus、BLAST、Gromacs等20多种工业计算、生物计算和科学计算应用。用户可采用Web Portal或命令行方式提交作业,实现应用服务的定制。北京云公共计算平台已成功应用于新中国成立60周年天安门阅兵LED显示系统模拟、北京长城华冠汽车公司的汽车碰撞仿真、北京同仁医院的鼻腔病变研究、北京生命科学研究所的生物计算研究等项目。
2010年底,北京市计算中心将启动百万亿次计算能力的北京云二期扩建项目,为北京区域经济体的发展提供以高性能计算和数据存储为核心的资源和技术支撑服务。2010年,北京云公共计算平台将为100多家工业企业提供服务。
地震工程领域的应用
中国地震灾害预防中心对北京云公共计算平台的应用模式非常感兴趣。
中国地震灾害预防中心采用流体动力学分析和虚拟仿真分析方法,计算和模拟地震发生的过程、地震波的传导过程,分析建筑物的抗震强度,因此有大量计算需求,需要借助公共计算平台强大的计算能力和软件资源对大规模地理数据进行处理、分析和存储。
北京市计算中心目前已与中国地震灾害预防中心的科研技术人员就下一步的合作进行了洽谈,双方将为推进计算模拟在地震工程领域的应用做出努力。
鼻腔病变分析
北京市计算中心与北京同仁医院耳鼻喉科在第一阶段的合作中,利用北京云公共计算平台对同仁医院耳鼻喉科提供的鼻腔病变模型进行了数值模拟,通过Ansys Fluent软件模拟呼吸过程中鼻腔内气体流动过程,分析鼻腔内壁压力场分布状况,揭示了鼻腔病变的机理。整个模拟过程仅用时28分钟,而如果采用普通的PC机则需要36小时。
接下来,北京市计算中心将展开与同仁医院第二阶段的合作。
汽车碰撞模拟仿真
北京市计算中心与北京长城华冠汽车公司合作,采用华冠汽车公司提供的车身模型,在北京云公共计算平台上运用Ansys/ls-dyna软件模拟汽车的整个碰撞过程,从而为优化汽车设计,减少汽车安全事故提供了参考。
此模拟过程在普通PC机上需运行150.46小时,而在20万亿次高性能计算平台上只需约7小时,即可得到运算结果。
钢结构虚拟装配仿真
北京市计算中心在与中国京冶集团的科研人员进行深入沟通后,为中国京冶集团提出了基于 CAE 的钢结构虚拟装配的设想,即利用CAE技术模拟仿真各种工程材料的性能,利用虚拟装配技术验证装配设计和操作正确与否,以便及早发现装配中的问题,对模型进行修改,同时通过可视化技术显示装配过程。
该设想将为中国京冶集团降低设计和制造的成本,验证项目的可实施性。目前,双方正就提供全程的钢结构施工与设计、应力计算分析等计算服务进行深入探讨。
北京云公共计算平台可以为广大中小企业提供最新的硬件和软件资源、虚拟原型制作、可视化技术、网络技术、数据挖掘等,对缩短产品开发周期,提高中小企业的产品研发能力和市场竞争力起到了非常重要的作用。
北京云初具规模
北京市计算中心在北京云公共计算平台一期建设中,已建成每秒浮点运算能力达到20万亿次的云计算平台,不仅在计算规模,而且在能耗管理、网络、体系结构的设计等方面都达到了国内领先水平。
北京云公共计算平台采用芯片级节能、基础架构级节能和系统级节能三级节能设计,计算网络采用目前业界领先的40Gb 4x InfiniBand QDR网络,高速互联网络采用核心-边缘两层高可用冗余Fat-Tree非阻塞(Non-blocking)网络拓扑结构,可以实现任意两个节点间40Gb的通信带宽。
随着计算规模不断扩大,高性能计算机在功耗、效能、散热、应用效率等方面都面临着新的挑战,混合异构成为高性能计算机的发展趋势。北京云公共计算平台采用GPU和通用处理器混合异构的架构,可以达到10万亿次的GPU处理能力和10万亿次的通用处理能力。
在一期项目建设中,北京市计算中心构建起能为工业用户提供SaaS(软件即服务)、IaaS(基础架构即服务)和部分PaaS(平台即服务)服务的北京云公共计算平台。
数据安全有保障
北京云公共计算平台采用128位SSL网络传输加密技术。这是目前网络银行普遍采用的传输安全保障方式。为了进一步保障传输过程的安全,北京云公共计算平台可为特殊用户提供传输前的二次加密服务。
用户不必担心存储在北京云服务器上的数据的安全。北京云服务器采用先进的数据加密防拷贝技术。除了用户自己,其他人无法窥视存储在北京云服务器中的数据。
用户使用北京云进行计算,不必担心数据丢失。北京云公共计算平台使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使得采用北京云比使用本地计算机更加可靠。北京云公共计算平台还拓展了传统的备份、容灾模式,给使用者更多的选择。
北京云公共计算平台的主要特点是:采用开放架构而不是基于单一技术,不排斥第三方技术;强调资源调度、应用集成和性能上的优势;强调用户服务和服务管理;可提供虚拟化服务和高性能计算服务。其中,虚拟化服务包括虚拟机服务和预置应用服务,高性能计算服务包括科学计算服务、工程应用服务和普通计算服务。
强有力的支撑平台
北京市计算中心可以提供强大的公共计算服务能力。北京市计算中心在工业计算领域、科学计算领域与从多企业和研究机构开展合作,并且取得了丰硕的成果。
在工业计算领域,基于北京云公共计算平台的CAD/CAE/CAM技术在结构分析、流体分析、几何建模、碰撞分析、电磁分析等方面,可以快速有效地进行仿真模拟,为加工工艺、装配工艺、机械零部件性能分析、模具设计、车辆等复杂机电装备性能分析等提供有力的技术支持,不仅能够缩短产品的升级换代周期,降低设计与制造成本,提高产品性能,而且能为各种规模的企业提供虚拟产品设计与性能仿真的共享平台。
在科学计算领域,北京云公共计算平台的使用者包括气象、物理、材料、医学、能源等各学科领域的科研工作者。北京云公共计算平台为这些科技工作者提供超大规模并行计算软硬件资源、强大的程序并行化处理能力,并可提供程序移植、优化、定制等各种开发服务,将他们从繁琐复杂的计算工作中解放出来。北京市计算中心已经完成或正在开展的项目包括人体基因测序、地震工程领域应用、鼻腔病变分析、汽车碰撞模拟仿真、钢结构虚拟装配仿真、失效分析等。
北京云的未来
北京云公共计算平台基于Xen和KVM虚拟化技术以及LSF和ISF云计算中间件,可提供全局资源监控管理、全局资源调度和动态应用部署。
北京云公共计算平台可提供服务化的Ansys、Fluent、Abaqus、BLAST、Gromacs等20多种工业计算、生物计算和科学计算应用。用户可采用Web Portal或命令行方式提交作业,实现应用服务的定制。北京云公共计算平台已成功应用于新中国成立60周年天安门阅兵LED显示系统模拟、北京长城华冠汽车公司的汽车碰撞仿真、北京同仁医院的鼻腔病变研究、北京生命科学研究所的生物计算研究等项目。
2010年底,北京市计算中心将启动百万亿次计算能力的北京云二期扩建项目,为北京区域经济体的发展提供以高性能计算和数据存储为核心的资源和技术支撑服务。2010年,北京云公共计算平台将为100多家工业企业提供服务。
地震工程领域的应用
中国地震灾害预防中心对北京云公共计算平台的应用模式非常感兴趣。
中国地震灾害预防中心采用流体动力学分析和虚拟仿真分析方法,计算和模拟地震发生的过程、地震波的传导过程,分析建筑物的抗震强度,因此有大量计算需求,需要借助公共计算平台强大的计算能力和软件资源对大规模地理数据进行处理、分析和存储。
北京市计算中心目前已与中国地震灾害预防中心的科研技术人员就下一步的合作进行了洽谈,双方将为推进计算模拟在地震工程领域的应用做出努力。
鼻腔病变分析
北京市计算中心与北京同仁医院耳鼻喉科在第一阶段的合作中,利用北京云公共计算平台对同仁医院耳鼻喉科提供的鼻腔病变模型进行了数值模拟,通过Ansys Fluent软件模拟呼吸过程中鼻腔内气体流动过程,分析鼻腔内壁压力场分布状况,揭示了鼻腔病变的机理。整个模拟过程仅用时28分钟,而如果采用普通的PC机则需要36小时。
接下来,北京市计算中心将展开与同仁医院第二阶段的合作。
汽车碰撞模拟仿真
北京市计算中心与北京长城华冠汽车公司合作,采用华冠汽车公司提供的车身模型,在北京云公共计算平台上运用Ansys/ls-dyna软件模拟汽车的整个碰撞过程,从而为优化汽车设计,减少汽车安全事故提供了参考。
此模拟过程在普通PC机上需运行150.46小时,而在20万亿次高性能计算平台上只需约7小时,即可得到运算结果。
钢结构虚拟装配仿真
北京市计算中心在与中国京冶集团的科研人员进行深入沟通后,为中国京冶集团提出了基于 CAE 的钢结构虚拟装配的设想,即利用CAE技术模拟仿真各种工程材料的性能,利用虚拟装配技术验证装配设计和操作正确与否,以便及早发现装配中的问题,对模型进行修改,同时通过可视化技术显示装配过程。
该设想将为中国京冶集团降低设计和制造的成本,验证项目的可实施性。目前,双方正就提供全程的钢结构施工与设计、应力计算分析等计算服务进行深入探讨。