隨著數(shù)字化走向縱深，科研教育進(jìn)入信息化時代。在科研項(xiàng)目的推進(jìn)過程中，往往會面對復(fù)雜的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算任務(wù)，例如仿真、數(shù)據(jù)建模、渲染等大量運(yùn)算場景。此時如果使用單一的通用物理計(jì)算主機(jī)，會因?yàn)橛?jì)算數(shù)據(jù)量龐大、算力性能有限，從而導(dǎo)致計(jì)算效率大大降低，甚至根本無法執(zhí)行計(jì)算。而HPC高性能計(jì)算集群的出現(xiàn)，通過將多個單元的計(jì)算能力進(jìn)行整合，打破了算力性能的局限，成為了科研攻堅(jiān)時不可或缺的利器。
兩款新機(jī)型+兩項(xiàng)場景優(yōu)化
2020年，優(yōu)刻得在業(yè)內(nèi)首先發(fā)布了具有自由彈性、超強(qiáng)算力的“啟慧科研云”，而“啟慧科研云”超強(qiáng)算力的背后，正是優(yōu)刻得自主研發(fā)的第一代高性能計(jì)算產(chǎn)品UHPC。相比傳統(tǒng)的HPC超算數(shù)據(jù)中心，基于“云”的UHPC擁有海量資源、彈性擴(kuò)展、靈活部署、數(shù)據(jù)安全等諸多優(yōu)勢。為了滿足在更多復(fù)雜場景科研攻堅(jiān)時，對于超高性能算力、高速網(wǎng)絡(luò)傳輸、海量數(shù)據(jù)存儲的更高需求，優(yōu)刻得再次發(fā)力，于近日推出了為科研量身定制的新一代超算產(chǎn)品，并將UHPC正式更名為“‘云極’高性能計(jì)算 EPC”(以下簡稱UCloud EPC)。
“云極”旨在為用戶提供基于公有云技術(shù)的超高性能算力體驗(yàn)。相比上代產(chǎn)品只提供單一快杰云主機(jī)機(jī)型，UCloud EPC新增快杰裸金屬云主機(jī)、快杰Lite云主機(jī)兩款超算機(jī)型：
> 快杰裸金屬云主機(jī)基于NVIDIA最新系列 BlueField DPU打造，通過DPU集成的多核ARM CPU，快速將快杰云主機(jī)的基礎(chǔ)架構(gòu)軟件從x86遷移到DPU中，在減少宿主服務(wù)器CPU系統(tǒng)資源占用率的同時，有效提升CPU性能穩(wěn)定性，讓快杰裸金屬云主機(jī)在具備快杰云主機(jī)彈性靈活高性能諸多特性的同時，做到了物理機(jī)級別的資源隔離?？旖苈憬饘僭浦鳈C(jī)目前可提供最高規(guī)格為CPU 96核心，內(nèi)存576GB的實(shí)例。
> 快杰Lite云主機(jī)采用Ampere Altra處理器，基于ARMv8.2指令集，使用知名的Phoronix測試套件PTS測試HPCG(High Performance Conjugate Gradients，高度共軛梯度)成績?yōu)?0.77 GFLOP/s，相較于同規(guī)格的快杰云主機(jī)(x86架構(gòu))性能提升40%?？旖躄ite云主機(jī)在生物信息學(xué)、空氣動力學(xué)模擬、氣象預(yù)測模擬等超算應(yīng)用場景中，優(yōu)勢更為凸顯。
針對業(yè)內(nèi)HPC在科研場景遇到的一些問題，UCloud EPC還進(jìn)行了兩項(xiàng)優(yōu)化：
針對普通云盤性能較弱，RSSD云盤存儲費(fèi)用較高的問題，UCloud EPC增加了對高效云盤與網(wǎng)絡(luò)文件存儲的支持，可有效降低存儲成本40%。其中，全新上線的網(wǎng)絡(luò)文件存儲支持標(biāo)準(zhǔn)原生的SMB 3.1+文件訪問協(xié)議，并同時支持Linux系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)文件存儲內(nèi)網(wǎng)接入帶寬為25Gbps的RDMA高速網(wǎng)絡(luò);客戶端訪問網(wǎng)絡(luò)文件存儲實(shí)際帶寬可達(dá)400MB/s。
針對科研計(jì)算數(shù)據(jù)上傳下載過程中的網(wǎng)絡(luò)傳輸優(yōu)化，UCloud EPC新增對教育網(wǎng)專線的接入與盤柜直通租賃服務(wù)，以及針對百度云盤和釘釘網(wǎng)盤兩款主流網(wǎng)盤客戶端的定向加速。用戶只需通過專屬域名(instance_name.edu.ucloud.cn)即可實(shí)現(xiàn)就近接入教育網(wǎng)絡(luò)專線，并高速訪問UCloud EPC云主機(jī)。用戶還可根據(jù)自身數(shù)據(jù)規(guī)模大小(1TB以內(nèi)的數(shù)據(jù)建議使用云主機(jī)專屬域名，百度云盤或者釘釘網(wǎng)盤;1TB以上的數(shù)據(jù)建議使用盤柜租賃)選擇通過多種方式和渠道，將數(shù)據(jù)快速上傳至UCloud EPC進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。計(jì)算完成后亦可通過上述渠道快速遷移計(jì)算結(jié)果到用戶本地環(huán)境，大幅提升數(shù)據(jù)上云下云效率，加速科研進(jìn)程。
突破科研IT痛點(diǎn)，UCloud EPC三大優(yōu)勢
以本地機(jī)房、硬件部署、內(nèi)外隔離為特點(diǎn)的科研機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)IT架構(gòu)，已無法滿足科研場景彈性擴(kuò)容、跨域協(xié)同、靈活部署的需求。而以云計(jì)算為基座的UCloud EPC，通過性能強(qiáng)大、高效協(xié)同、靈活部署的高性能計(jì)算方案，將打破科研算力瓶頸，釋放科研發(fā)展活力。具體而言，相比科研機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)IT及普通HPC，UCloud EPC具有以下三大優(yōu)勢
一、性能強(qiáng)大、提升效率
UCloud EPC 搭載業(yè)內(nèi)最新一代CPU、GPU芯片，以高性能快杰云主機(jī)、快杰裸金屬為基座，可秒級快速啟動HPC集群。EPC與優(yōu)刻得大數(shù)據(jù)、AI等產(chǎn)品結(jié)合，提升科研算力和算法創(chuàng)新。
二、高效協(xié)同、數(shù)據(jù)安全
科研機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)IT架構(gòu)，通常使用科研機(jī)構(gòu)或者高校內(nèi)部機(jī)房，校園網(wǎng)與外網(wǎng)隔離，導(dǎo)致無法與外部科研團(tuán)隊(duì)或機(jī)構(gòu)高效協(xié)同。UCloud EPC基于優(yōu)刻得公有云平臺，可實(shí)現(xiàn)跨地域協(xié)同、多團(tuán)隊(duì)配合;同時，優(yōu)刻得在公有云安全措施上的嚴(yán)密防護(hù)，也規(guī)避了以往本地機(jī)房容易遭遇攻擊或硬件受損等，帶來的數(shù)據(jù)安全問題。
三、靈活部署、降低成本
使用UCloud EPC，科研機(jī)構(gòu)無需一次性購買大量硬件，可按算力使用需求靈活配置，并按實(shí)際使用量付費(fèi)，需求高峰時無需排隊(duì)、需求低谷時避免資源浪費(fèi)。UCloud EPC與優(yōu)刻得云原生、數(shù)據(jù)分析、AI產(chǎn)品結(jié)合，可提高研發(fā)效率，降低運(yùn)維成本。
UCloud EPC助力高?？蒲袘?yīng)用創(chuàng)新
目前，UCloud EPC已為多個科研教育項(xiàng)目的落地以及傳統(tǒng)IT架構(gòu)HPC上云提供服務(wù)：
哈爾濱某高?？蒲薪逃?xiàng)目
哈爾濱某高?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在遇到本地計(jì)算資源不足、計(jì)算性能不高等瓶頸后，主動聯(lián)系優(yōu)刻得尋求超算性能方案。借助高性能的UCloud EPC快杰裸金屬云主機(jī)、彈性靈活的UCloud EPC快杰云主機(jī)，同樣的CFD算例，遷移至云上之后，速度達(dá)到本地高性能工作站的兩倍，將原本至少10天以上的計(jì)算任務(wù)，縮減至僅需5天即可完成。UCloud EPC助力推進(jìn)科研項(xiàng)目、加速科研產(chǎn)出成果。
上海某高?？蒲薪逃?xiàng)目
上海某高校科研團(tuán)隊(duì)在開展大規(guī)模的流體-固體耦合計(jì)算進(jìn)行科研攻關(guān)時，對耦合計(jì)算要求高性能CPU、大內(nèi)存和大容量存儲提出了更高要求，但本地服務(wù)器資源緊張、配置固化、不易擴(kuò)展，嚴(yán)重制約了科研工作的開展。在得知UCloud EPC“快杰版”云主機(jī)搭載了最新一代的高性能芯片，具備內(nèi)存可指定、存儲支持熱態(tài)擴(kuò)展等靈活性，科研團(tuán)隊(duì)決策快速上云，最終讓該科研項(xiàng)目將原本需要20天以上的耦合計(jì)算加速至一周內(nèi)完成，且實(shí)現(xiàn)了TB級數(shù)據(jù)的線下遷移。
江蘇某高?？蒲许?xiàng)目
江蘇某高校材料研究團(tuán)隊(duì)在科研攻關(guān)過程中，需要進(jìn)行大體系計(jì)算。本地集群資源的不足，限制了計(jì)算速度;又逢校區(qū)搬遷，物理機(jī)柜在整個遷移過程中無法使用。計(jì)算慢、但科研速度不能慢;機(jī)柜停、但科研工作不能停。UCloud EPC強(qiáng)大的算力性能與靈活易部署的特點(diǎn)有效破解了兩大難題，客戶經(jīng)過短期試運(yùn)行材料學(xué)計(jì)算軟件，證實(shí)了性能顯著優(yōu)于本地計(jì)算資源。隨即開展了長周期、大負(fù)荷的高性能計(jì)算。
上海某高校生命科學(xué)科研項(xiàng)目
冷凍電鏡正在成為生命科學(xué)研究的重器和利器，上海某高校走在冷凍電鏡領(lǐng)域的前沿。冷凍電鏡離不開高性能計(jì)算，大量的電鏡數(shù)據(jù)需要借助諸如Relion等應(yīng)用軟件進(jìn)行分析和處理。優(yōu)刻得提供的高性能CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算能力，顯著提升了Relion的運(yùn)行速度。此外，針對TB級計(jì)算數(shù)據(jù)的遷移，優(yōu)刻得為用戶提供了方便快捷的線下遷移服務(wù)，做到了TB級數(shù)據(jù)一站式上云、異構(gòu)計(jì)算工作快速展開。UCloud EPC一站式服務(wù)，助推前沿科技研究。
華中某高校耦合計(jì)算項(xiàng)目
多物理場景的耦合計(jì)算，正在成為機(jī)械工程、航空航天等領(lǐng)域的核心手段。但耦合計(jì)算過程中，對算力性能有著超高的要求。華中某高校課題組在耦合計(jì)算時遇到了本地資源不足的問題。借助UCloud EPC超算性能，突破了原有的計(jì)算瓶頸，實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用級別的耦合計(jì)算，在短時間內(nèi)成功交付高質(zhì)量的科研成果。UCloud EPC為該高校科研團(tuán)隊(duì)掃除了算力障礙、構(gòu)筑性能超算平臺。
藍(lán)威技術(shù)傳統(tǒng)HPC上云項(xiàng)目：
藍(lán)威技術(shù)是工程仿真領(lǐng)域的創(chuàng)新企業(yè)，致力于為客戶提供SaaS化開箱即用的工程HPC服務(wù)。UCloud EPC為藍(lán)威技術(shù)帶來了在靈活配置(資源隨時供應(yīng)、靈活調(diào)整)、高性能(云主機(jī)性能優(yōu)于原有物理機(jī)達(dá)30%)、彈性(大業(yè)務(wù)到來時隨時啟動新集群，最終用戶無需排隊(duì))、順暢連接(優(yōu)刻得高速跨域網(wǎng)絡(luò)接入，顯著提升用戶體驗(yàn))等全方面的服務(wù)。比之前傳統(tǒng)架構(gòu)的部署模式，性能提升30%，成本降低30%，助力藍(lán)威技術(shù)實(shí)現(xiàn)降本增效。
科研是科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)，而高性能計(jì)算則是科研的基石。未來隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化深入發(fā)展，基于云計(jì)算技術(shù)的UCloud EPC，將助力更多科研機(jī)構(gòu)打破性能算力的瓶頸，賦能科技敏捷創(chuàng)新，推動科技產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
用戶難題痛點(diǎn)FAQ
Q：
1)用戶自有超算中心不支持某類計(jì)算任務(wù)怎么辦?
2)用戶自購服務(wù)器資源老舊算力不足怎么辦?
實(shí)際案例：
某高校用戶超算CFD 計(jì)算任務(wù)需要在Windows平臺運(yùn)行計(jì)算任務(wù)，但校級超算中心不提供Windows計(jì)算平臺，使用自購的服務(wù)器(基于Intel Cascade Lake鉑金版8276L處理器)計(jì)算該任務(wù)又反映計(jì)算速度太慢。
EPC如何解決：
快杰裸金屬云主機(jī)支持Windows平臺，并且在同樣的網(wǎng)格數(shù)計(jì)算量下，比用戶自購服務(wù)器計(jì)算時間縮短一倍。2天的計(jì)算成本僅為800元。
亮點(diǎn)：
快杰裸金屬云主機(jī)以AMD EPYC(霄龍)第二代處理器為底座，最高時鐘頻率可達(dá) 3.4GHz
Q:用戶計(jì)算完成后，數(shù)據(jù)回傳速度太慢怎么辦?
實(shí)際案例：
某能源科技用戶在優(yōu)刻得云平臺上完成高性能計(jì)算后，使用EIP(5Mb/s帶寬計(jì)費(fèi)模式)把計(jì)算結(jié)果回傳至釘釘網(wǎng)盤，因?yàn)槭芟抻贓IP帶寬限制，傳輸速率為600Kb/s。大大影響數(shù)據(jù)下云效率。
EPC如何解決：
為滿足科研教育用戶數(shù)據(jù)管理習(xí)慣，支持百度云盤和釘釘網(wǎng)盤客戶端做定向加速，提升用戶數(shù)據(jù)上云下云效率。為教育網(wǎng)內(nèi)高校用戶接入教育網(wǎng)線路，方便高校用戶訪問公有云，并為云主機(jī)配有專屬域名：instance_name.edu.ucloud.cn。
亮點(diǎn)：
百度云盤：購買百度VIP會員后實(shí)測上傳速度可達(dá)160Mb/s
釘釘網(wǎng)盤：下載速度可達(dá)160Mb/s
Q：用戶計(jì)算需要配置超大云盤，普通云盤性能不足，RSSD云盤成本太高怎么辦?
實(shí)際案例：
某基因類用戶在優(yōu)刻得云平臺上進(jìn)行高性能計(jì)算，使用10TB的RSSD云盤，每月需要支出存儲費(fèi)用6000元。
EPC如何解決：
高效云盤和網(wǎng)絡(luò)文件存儲的單價為0.35元/月/GB，成本下降40%。
亮點(diǎn)：
網(wǎng)絡(luò)文件存儲支持標(biāo)準(zhǔn)原生的SMB 3.1+版本，該版本已針對小型隨機(jī)讀/寫I/O進(jìn)行了優(yōu)化。此外，默認(rèn)情況下打開大型最大傳輸單元(MTU)，這將大幅提高大型連續(xù)傳輸性能?？蛻舳嗽L問網(wǎng)絡(luò)文件存儲實(shí)測帶寬可達(dá)400MB/s。100GB數(shù)據(jù)只需4分鐘即可完成傳輸。
Q: 用戶計(jì)算完成后，計(jì)算結(jié)果為海量數(shù)據(jù)(TB級數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)無法下云怎么辦?
實(shí)際案例：
某高校用戶在優(yōu)刻得云平臺上完成高性能計(jì)算后，需要把5TB的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)下云，使用EIP(5Mb/s帶寬計(jì)費(fèi)模式)下載至客戶本地需要97天。
EPC如何解決：
盤柜租賃，數(shù)據(jù)送到家。
亮點(diǎn)：
以5TB數(shù)據(jù)為例，一周內(nèi)可完成數(shù)據(jù)遷出優(yōu)刻得數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)運(yùn)輸和數(shù)據(jù)同步到用戶電腦的全流程。
