曙光2000-I超级服务器是国家863高技术计划在信息领域的重大成果,于1998年12月通过了国家科学技术部主持的鉴定。它的总体水平达到了90年代同期国际先进水平,有些方面如机群操作系统、集成化并行编程环境和服务器聚集软件等已处于国际领先水平,它的一些关键技术如单一系统映象、全局文件系统等有重要创新,是一个有很强市场竞争力的产品。它是继曙光1000、曙光1000A之后推出的又一高端的面向大规模商业应用、网络信息服务和科学计算的通用并行计算机系统。
1.系统介绍
曙光2000-I系统峰值速度为每秒200亿次,内存容量为8GB,内置硬盘容量为152GB,节点机总数为34个(可达128个)。它采用当前先进的Cluster体系结构,完全兼容IBM SP系统,是当前国际上最流行的超级服务器体系结构。它为我国信息化建设提供强有力的工具,是超级计算中心、数据中心、信息中心、网络中心、各种清算中心、结算中心和交换中心主服务器的理想选择。
曙光2000-I超级服务器采用了许多国际上创新的技术,该机的高速缓存通信网采用了智能中心研制的二维蛀洞路由芯片组,提供高达1600Mbps的点对点通信带宽,另外该机采用了智能中心研制的基于JAVA的机群管理系统,提供单一系统映像。同时,曙光2000-I还提供了杰出的系统可扩展性、易用性、可管理性和高可用性,即SUMA特性。并且有上万种的AIX商用应用软件支持。它不仅擅长大规模科学工程计算(最高浮点运算速度可达每秒200亿次以上),而且适用于事务处理、网络与信息服务以及决策支持等非科学计算领域。
2.技术特点
曙光2000-I通用超级服务器采用松耦合分布式存储的可扩展机群体系结构,与IBM的RS/6000 SP二进制兼容。单节点采用先进的PowerPC RISC处理器芯片,具有大容量的内存和硬盘,单节点功能强大。节点间通过高速二维蛀洞路由通信网或Myrinet提供1600Mbps或2560Mbps的点对点通信带宽,可以保证随着用户应用和技术的发展,曙光2000-I系统几乎可以线性地扩展节点数量。这种技术使得TB级的数据处理成为可能。
曙光2000-I提供了基本通信库(BCL)、PVM和MPI高层并行程序开发环境、集成的并行程序设计环境(IPPE)、并行调试器(DCDB)、基于Web的傻瓜界面(KISS)、自动并行化工具(AutoPAR),机群系统管理(CSMS)、批作业管理 (JOSS)、资源管理(RMS)和曙光服务器聚集软件(DSC)。此外还提供了一系列与IBM RS/6000兼容的开放的软件工具,包括C和Fortran编译器、数学和工程库ESSL、DB2 UDB数据库等。
PowerPC处理器
提供解决大规模复杂应用所需的处理能力
可以灵活地进行配置,获得最优的商业或科学计算应用性能
开放的系统设计
支持多种通信协议、适配器、外设,灵活地配置系统
支持开放的工业标准
配置灵活
提供多种节点类型,可以在单个系统中混用
支持不同的PCI和ISA适配器
Wormho1e Routing (蛀洞路由)芯片
支持节点间的高效通信
点对点的通信时间独立于节点的相对位置
可扩展性
系统升级和扩充更为简单,透明地支持应用的线性增长
运算处理性能、存储器容量和I/O吞吐量的线性扩展
系统分区
动态节点池划分支持独立的应用子系统,提高系统的可用性
避免故障的扩散,提高系统的可靠性
单一系统映像
单一登录点,通过一个域名使用不同的节点
单点的控制管理,使系统管理更加简单
单一的文件系统
高可用性
提供高可用软件,避免系统崩溃所造成的昂贵代价
避免单一故障点
AIX操作系统
提供兼容的AIX平台,兼容IBM RS/6000系统应用
提供上万种的应用软件支持
3.应用范围
曙光2000-I系统由完整的基于AIX操作系统的节点组成,能为上万个AIX平台的应用软件提供接口。曙光2000-I系统的节点可以动态地分为多个节点池,运行不同的应用。例如,两个节点可以作为Notes服务器,四个节点运行数据库,其它节点进行科学计算。节点池根据用户不同时期的不同要求可进行动态调节,动态分区及管理由服务器聚集软件执行,带给用户完美的系统解决方案。应用范围包括:
科学工程计算
石油地震勘探:三维迭前深度偏移成像,油藏数值模拟等
天气预报与气候模式计算:大范围或局部地区短期、中长期天气预报,全球或局部地区高分辨率、高精度气候模式计算
水利与电力:水文水情预测分析,河湖及海洋污染分析,电力调度和电网控制等
制造业:航天航空器、汽车、船舶等的辅助设计和模拟,性能及可靠性整体实验分析
流体力学计算:湍流、高超音速流动、真实气体效应、爆炸及高碰撞等研究领域的数值模拟
遥感领域:合成孔径雷达的高分辨率成像、遥感数值信号成像和处理
基础科学研究中的理论计算:量子化学及药物分子设计,DNA和蛋白质的电子结构分析,材料科学计算,原子分子物理计算,理论与高能物理计算,以及天体物理与核物理等基础研究领域的理论计算
事务处理应用
在线事务处理(OLTP):银行的支付系统和清结算系统,电子商务系统,证券交易系统,保险系统,以及各种大型MIS系统
在线分析处理(OLAP):数据挖掘、数据仓库和决策支持系统等
并行数据库
支持Oracle、DB2 UDB等并行数据库的各种应用
网络服务器
Internet/Intranet服务器
文件服务器
信息检索服务器
多媒体服务器
服务器聚集
国际流行应用方式,可以将用户的各种应用整合到一台曙光2000超级服务器中,便于系统的管理,提高整个系统的可用性。
曙光2000-I通用超级服务器以优异的性能价格比和杰出的SUMA特性为我国的信息化建设提供了高性能计算平台,在石油、电力、航空航天、银行及基础科学研究等行业领域有广阔的应用前景,必将在我国国民经济各领域信息化建设中担当重要角色。
从定义上说,服务器英文名为“Server”,指的是在网络环境中为客户机提供各种服务的、特殊的专用计算机。而应用在网络中,服务器承担着数据的存储、转发直接流通的作用,是各类基于C/S模式网络中不可或缺的重要组成部分。对于普通用户来说,其实服务器硬件并没有硬性的规定,特别是最初在中、小型企业,它们的服务器可能就是一台性能较好的PC机,不同的只是其中安装了专门的服务器操作系统,让PC机担当了服务器的角色,俗称PC服务器,但由于PC机与服务器在性能方面差距较远,所以无论是在网络连接性能,还是在稳定性等各方面都不能承担高负荷任务,只能适用于小型简单的网络。
而这里所要介绍的不是这种PC服务器,而是各种专门的服务器。由此服务器与我们普通所见的计算机又不完全一样,都是因为服务器的特殊性要求所致,即服务器的四大主要特性。
首先,作为一台服务器首先要求的是它必须可靠,即“可用性”。因为服务器所面对的是整个网络的用户,即使没用户使用有些服务器也得不间断地工作,因为它必须持续地为用户提供连接服务,这也是为什么服务器必须要求具备极高的稳定性能的根本原因。一般来说专门的服务器都必须提供7*24小时不间断工作,特别是像一些大型的网络服务器,也许这些服务器真正工作开机的次数只有一次,便是它刚买回来全面安装配置好后投入正式使用的那一次,一直到它彻底报废。
其次,服务器为用户提供服务,服务器“高可利用性”也十分重要。服务器在性能和速度方面也是与普通PC机有很大区别的。为了实现高速,一般服务器是通过采用对称多处理器安装、插入大量的高速内存等方面来保证,这样也就决定服务器在硬件配置方面也与普通的计算机有着本质的区别。相比PC机中CPU主频越高越好特点,服务器运算性能的提高,不仅通过主频的提高来达到的,而是通常在其它参数方面加强得到的,另外服务器的CPU个数一定是双数,即所谓的“对称多处理器系统”。在内存方面的配置也一样,无论是在内存容量,还是性能、技术等方面都与普通PC机所用内存有根本的区别。
第三,服务器还须具有一定的“可扩展性”,当用户数量增多情况下,一台几万,甚至几十万的服务器必须能保证必要的扩展能力。为了保持高的可扩展性,通常需要在服务器上具备一定的可扩展空间和冗余件(如磁盘矩阵位、PCI-E和内存条插槽位等)。
最后,服务器的还有一个重要方面,那就是配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统,以备出现故障时及时恢复服务器的运作,即“可管理性”。服务器虽然在稳定性方面有足够的保障,为了解决这一难题提出了许多新的技术,如冗余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存查纠错技术、热插拨技术和远程诊断技术等,使绝大多数故障能够在不停机的情况得到及时修复。
以上介绍的服务器“四性”简单来说就是:可扩展性、可用性、可管理性和可利用性,也即是行业中常常提到的服务器“SUMA”介绍。
服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件,为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机,英文名称叫做SERVER。服务器既然是一种高性能的计算机,它的构成肯定就与我们平常所用的电脑(PC)有很多相似之处,诸如有CPU(中央处理器)、内存、硬盘、各种总线等等,只不过它是能够提供各种共享服务(网络、Web应用、数据库、文件、打印等)以及其他方面的高性能应用。服务器的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面,是网络的中枢和信息化的核心。由于服务器是针对具体的网络应用特别制定的,因而服务器又与微机(普通PC)在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在很大的区别。
服务器和PC最大的差异就是在多用户多任务环境下的可靠性上。用PC机当作服务器的用户一定都曾经历过突然的停机、意外的网络中断、不时的丢失存储数据等事件,这都是因为PC机的设计制造从来没有保证过多用户多任务环境下的可靠性,而一旦发生严重故障,其所带来的经济损失将是难以预料的。
一台服务器所面对的是整个网络的用户,需要7X24小时不间断工作,所以它必须具有极高的稳定性,另一方面,为了实现高速以满足众多用户的需求,服务器通过采用对称多处理器(SMP)安装、插入大量的高速内存来保证工作。它的主板可以同时安装几个甚至几十、上百个CPU(服务器所用CPU也不是普通的CPU,是厂商专门为服务器开发生产的)。
内存方面当然也不一样,无论在内存容量,还是性能、技术等方面都有根本的不同。另外,服务器为了保证足够的安全性,还采用了大量普通电脑没有的技术,如冗余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存纠错技术、热插拔技术和远程诊断技术等等,使绝大多数故障能够在不停机的情况下得到及时的修复,具有极强的可管理性(manability)。
工作站
工作站,英文名称为Workstation,是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础,主要面向专业应用领域,具备强大的数据运算与图形、图像处理能力,为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。
一般来讲,工作站主要应用在以下领域:
(1)计算机辅助设计及制造CAD/CAM:这一领域被视为工作站的传统领域。采用CAD/CAM技术可大大缩短产品开发周期,同时又降低了高技术产品的开发难度,提高产品的设计质量。在CAD领域,大到一幢楼房小到一个零部件,图形工作站都以其直观化、高精度、高效率显示出强有力的竞争优势。
(2)动画设计:用户群主要是电视台、广告公司、影视制作公司、游戏软件开发公司、室内装饰公司。电视台利用图形工作站进行各个电视栏目的片头动画制作;而广告公司则用它制作广告节目的动画场面;影视制作公司将其用于电脑特技制作;游戏软件公司将其作为开发平台;室内装饰公司不仅利用图形工作站进行设计,而且可以让用户在装修之前就能看到其装修后的三维仿真效果图。
(3) GIS地理信息系统:它所面向的客户群主要是城市规划单位、环保部门、地理地质勘测院、研究所等。他们通常是用图形工作站来运行GIS软件。它使用户可以实时的、直观的了解项目地点及周围设施的详情,如路灯柱、地下排水管线等。这些大数据量的作业也只有在具有专业图形处理能力的工作站上才能高效率地运行。
(4)平面图像处理:它是应用普及程度较高的行业。用户通常是以图形工作站为硬件平台,以PhotoShop、CorelDraw等软件为操作工具,致力于图片影像处理、广告及宣传彩页设计、包装设计、纺织品图案设计等。
(5)模拟仿真:在军事领域,模拟仿真技术是训练战斗机驾驶员、坦克驾驶员以及模拟海上航行的有效手段;在科研开发领域,它使设计者在制作样机之前,就可以在图形工作站上进行仿真运行,及时发现问题,对设计进行修改。
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