上海超級計算中心介紹

李根國2006624上海超級計算中心介紹

暨高性能計算在越江隧道工程中的應(yīng)用概況和功能定位資源組織架構(gòu)和團隊業(yè)務(wù)模式運行情況和發(fā)展規(guī)劃典型應(yīng)用項目上海超級計算中心介紹概況上海市政府投資建設(shè),2000年上海市一號重大工程－－上海信息港主體工程之一，是國內(nèi)首家對外開放的、公共的超級計算中心上海政府持續(xù)支持，經(jīng)過二期建設(shè)，能力更加強大可持續(xù)發(fā)展的運營機制運行六年來取得了大量的成果功能上?！翱平膛d市”的公共基礎(chǔ)平臺，發(fā)揮大規(guī)模計算的優(yōu)勢，提升創(chuàng)新能力和研發(fā)手段定位強大的高性能計算資源為上海和全國服務(wù)開發(fā)科學(xué)研究、工程、商業(yè)、公共服務(wù)領(lǐng)域的高性能計算應(yīng)用國家網(wǎng)格環(huán)境中擔任主結(jié)點多學(xué)科領(lǐng)域合作，交流；國際交流和合作科普基地

SUNWAY-1超級計算機MPP體系架構(gòu),3840億次CPU:480個ALPHA500MHz主要用于科學(xué)研究SUNWAY64P集群系統(tǒng)Cluster體系架構(gòu)，3028億次CPU:66個IntelXeon2.4G主要用于工程計算硬件資源

Dawning4000A超級計算機

Cluster體系架構(gòu)，10萬億次

Myrinet

互聯(lián)

CPU：2128個64位AMDOpteron2.4GHz95TB存儲系統(tǒng)曙光4000A獲TOP500第十名證書軟件資源并行環(huán)境和編譯器數(shù)學(xué)函數(shù)庫ATLAS線性代數(shù)BLACS基本線性代數(shù)通信子程序庫FFT快速傅里葉變換程序庫FFTW離散傅里葉變換GOTO高性能BLASLAPACK線性代數(shù)例行測試庫PETSc科學(xué)計算工具包ScaLAPACK高性能線性代數(shù)庫Matlib數(shù)學(xué)工具包MPICH1.2.5Myrinet版本Ethernet版本PVM3.4.4Myrinet版本Ethernet版本

gcc3.2.2-5（TurboLinux）PGI6.0JDK1.4.2LSF作業(yè)管理系統(tǒng)DCMS曙光集群管理系統(tǒng)SSC自主開發(fā)主機信息管理系統(tǒng)系統(tǒng)管理操作系統(tǒng)TurboLINUX8.0FreeCode共享源代碼名稱描述WIEN2000計算化學(xué)并行程序NWCHEM

計算化學(xué)程序包

CPMD

分子動力學(xué)從頭計算程序

EGO

并行分子動力學(xué)程序

DOCK

分子對接程序

BLAST

序列相似性檢索程序

NAMD

分子動力學(xué)計算程序VASP量子力學(xué)的分子動力學(xué)模擬程序ABINIT

電子結(jié)構(gòu)計算程序

MM5

中尺度數(shù)值模式的計算程序

WRF

中尺度預(yù)報模式與資料同化系統(tǒng)ARPS

區(qū)域氣候預(yù)測系統(tǒng)計算程序GRAPES

全球和區(qū)域氣象分析預(yù)報系統(tǒng)FDS

火災(zāi)模擬程序LS-DYNA(64CPU)PAM-CRASH(32CPU)ABAQUS(8CPU)ANSYS-Multiphysics(16CPU)NASTRAN(8CPU)MARC(8CPU)FATIGUEADAMSFEKO(16CPU)……FLUENT（128CPU）CFX(64CPU)STAR-CD（16CPU）ICEM-CFD

GAMBIT

HYPERWORKSPATRANAI-E……CAE商業(yè)軟件：通用有限元分析軟件和CFD軟件信息安全漏洞評估系統(tǒng)防火墻系統(tǒng)入侵檢測系統(tǒng)用戶認證系統(tǒng)病毒防護系統(tǒng)VPN系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)信息安全管理英國BS7799安全認證安全的主機操作系統(tǒng)用戶權(quán)限分離訪問監(jiān)控主機安全網(wǎng)絡(luò)安全安全方針資產(chǎn)分類與控制人員安全物理環(huán)境安全通信與操作管理訪問控制系統(tǒng)開發(fā)和維護業(yè)務(wù)連續(xù)性管理符合性中心組織架構(gòu)上海市信息化委員會上海超級計算中心財務(wù)部公共關(guān)系部辦公室人力資源部技術(shù)支持部研究開發(fā)部科學(xué)計算部工程計算部超算控股公司聯(lián)合咨詢團體超算分中心業(yè)務(wù)模式上海超級計算中心是提供高性能計算服務(wù)的機構(gòu)

主機全天候運行，各領(lǐng)域有應(yīng)用和技術(shù)支持應(yīng)用服務(wù)供應(yīng)商（ASP）的業(yè)務(wù)模式軟件作為一種服務(wù)（Softwareas-a-service）縱向（學(xué)科領(lǐng)域）和橫向（應(yīng)用領(lǐng)域）的解決方案用戶全面收費，但只負擔部分運營費用

降低工程用戶在IT和研發(fā)方面的成本和風險支持科學(xué)研究保障一：專業(yè)的維護隊伍超算擁有一支經(jīng)驗豐富的高水平維護隊伍穩(wěn)定，利于經(jīng)驗積累專業(yè)，良好的計算機背景，高級別專業(yè)培訓(xùn)專職，值班工程師、系統(tǒng)管理工程師、網(wǎng)絡(luò)工程師協(xié)作，應(yīng)用服務(wù)部門協(xié)助進行運營管理保障二：嚴格的運營管理制度7*24小時嚴密的主機運行監(jiān)控制度周密完善的例行保養(yǎng)制度嚴格周全的操作記錄存檔制細致謹慎的應(yīng)急預(yù)案制度結(jié)合BS7799的安全保障制度保障三：全方位的外圍保障應(yīng)用服務(wù)部門嚴格規(guī)范的上機審核流程嚴格進出人員控制和管理措施人力資源、公關(guān)等部門的積極參與電力、空調(diào)、消防等設(shè)施保障全中心的安全意識和超級計算氛圍保障四：高質(zhì)量的用戶服務(wù)體系用戶問題及意見處理流程管理辦法完善的用戶培訓(xùn)計劃完全的機時收費制度用戶滿意度評估制度各類技術(shù)及行政管理制度運行情況和發(fā)展規(guī)劃三臺主機始終保持較好的主機利用率。累計用戶241個，以上海及華東地區(qū)為主，來自19個省上機項目超過1000個。神威-I歷年使用率

曙光機4000A使用率目前已是飽和狀態(tài)

中心三期規(guī)劃持續(xù)發(fā)展對高性能計算應(yīng)用的意義重大超級計算機系統(tǒng)：100萬億次以上的超級計算機系統(tǒng)，更加豐富的應(yīng)用軟件，更加完善的，強大的高性能計算服務(wù)體制更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在若干領(lǐng)域建設(shè)高性能計算領(lǐng)域的應(yīng)用平臺得到更多來自國家層面的支持典型應(yīng)用項目和軟件開發(fā)

主要上機課題（基礎(chǔ)研究）區(qū)域氣候模式的研究天體磁流體動力學(xué)數(shù)值模擬宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬紅外光電子材料的第一性原理設(shè)計，納米材料原子分子線運輸性質(zhì)的研究半導(dǎo)體絕對形變勢的第一性原理設(shè)計新藥研究蛋白質(zhì)分子動力學(xué)和蛋白質(zhì)全電子結(jié)構(gòu)計算非晶態(tài)催化劑理論研究嚴格對角化方法計算低維體系動力學(xué)鋰電子二次電池材料設(shè)計的理論計算電場對表面結(jié)構(gòu)的影響及調(diào)制固體材料結(jié)構(gòu)和性能的計算研究多元多尺度復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)及其行為研究主要上機課題（基礎(chǔ)研究，續(xù)）磁層亞暴觸發(fā)過程的全球MHD-Hall數(shù)值模擬磁約束聚變等離子體的計算機模擬強關(guān)聯(lián)體系重的離子尺寸效應(yīng)、居于域電子結(jié)構(gòu)與磁特性水溶液中的蛋白質(zhì)分子電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的量子力學(xué)計算與艾滋病有關(guān)的蛋白質(zhì)分子電子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)計算原子、分子線量子體系輸運性質(zhì)的理論研究原子簇組裝納米薄膜的模擬研究強場激光物理及相關(guān)高技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)物理的數(shù)值模擬全基因組掃描數(shù)據(jù)分析蛋白質(zhì)折疊動力學(xué)激光等離子體相互作用模擬多元多尺度復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)及其行為研究湍流直接模擬主要上機課題（工業(yè)工程）支線飛機空氣動力學(xué)設(shè)計分析飛機大攻角氣動特性計算基于NS方程的跨音速顫振分析軟件并行化和應(yīng)用微波成像儀天線系統(tǒng)仿真計算衛(wèi)星太陽電池翼分子污染量的DSMC模擬計算研究高速水中兵器流體動力基礎(chǔ)數(shù)值研究艦體、附體及螺旋槳相互干擾CFD技術(shù)并行快速多極算法在大規(guī)模電子計算中的應(yīng)用整車碰撞分析計算三維編織復(fù)合材料的彈道有限元計算沉管隧道地震響應(yīng)分析大型盾構(gòu)隧道仿真（盾構(gòu)隧道施工過程全三維可視化數(shù)值仿真、大型盾構(gòu)隧道三維動態(tài)數(shù)值仿真及其應(yīng)用）航道泥沙淤積模擬并行軟件開發(fā)工作NASTRAN在神威超級計算機上的移植、并行化汽車碰撞與沖壓成型仿真系統(tǒng)并行化及工程應(yīng)用基于NS方程的跨音速顫振分析軟件并行化鋼液流動模擬軟件的并行化和可視化系統(tǒng)開發(fā)航道泥沙淤積分析軟件并行化開發(fā)

用直接模擬蒙特卡羅（DSMC）并行計算方法以及評價衛(wèi)星太陽電池翼分子污染基于精細積分的時域分解并行計算技術(shù)科學(xué)計算軟件包在“曙光4000A”上優(yōu)化并行軟件開發(fā)團隊和模式研發(fā)部并行計算團隊科學(xué)計算部應(yīng)用團隊工程計算部應(yīng)用團隊遵照軟件工程的規(guī)范開發(fā)應(yīng)用軟件按照軟件開發(fā)的需要，由應(yīng)用部門和研發(fā)部組成軟件開發(fā)團隊高性能計算在越江隧道工程中的應(yīng)用極端情況---地震響應(yīng)

日常運行和壽命評估

施工過程中的應(yīng)用

大型地下工程的地震安全復(fù)興東路盾構(gòu)隧道整體裝配效果圖

盾構(gòu)隧道各管段軸向螺栓的軸向力最大值中較大值出現(xiàn)在p3、p5、p10、p13這些與聯(lián)絡(luò)通道相連的管段，此外與這些管段相鄰的管段螺栓軸向力也會出