高性能计算

今天的计算机硬件已经发展到一个相当高的水平，但技术条件的限制使得以单芯片实现更高速运算的成本和难度急剧增加。在这种情况下，超级计算技术的作用越来越大，随着我国国民经济的快速发展，越来越多的科研和工程应用部门对大规模科学与工程数值计算提出了挑战性需求，如石油勘探、地震预测预报、气候模拟及大范围天气预报、新型武器设计和核武器系统的研究模拟、航空航天飞行器、卫星图象处理、天体和地球科学、实时电影动画系统、虚拟现实系统等等。解决这些问题需要的存储容量和计算规模通常都很大，因而一般的计算机无法胜任。推广和使用高性能计算机可以解决这些在一般计算机上难以解决的问题，具有巨大的社会和经济效益。

超级计算机是一个国家国防和科技实力的重要象征。超级计算机的运算能力是衡量超级计算机实力的重要指标之一。2001年7月，北京大学为满足全校各院系对大规模数值计算的需求斥巨资购买了IBM RS/6000 SP3，计算的峰值性能为96Gflops（0.096Tflops），主要目的是为本校与大规模数值计算，特别是并行计算有关的重大科研项目服务，同时，也对校外以开放课题的形式开放，为广大科研工作者服务。2003年，学校购进Beowulf集群，主要用于科学与工程计算。本集群共有128个计算节点。每个计算节点有两个3.2GHz的至强64位处理器及4GB的内存，双精度浮点运算峰值性能为6.4Gflops，即每秒64亿次（使用SSE3时浮点峰值性能可达12.8Gflops）。128个节点浮点运算总性能为0.819Tflops，（使用SSE3时为1.638Tflops）。所有计算节点同时配备了InfiniBand高速网络连接和千兆以太网连接。其中InfiniBand实测单向带宽约为770MBps，短消息延迟低于6微秒。除此以外，本集群还配备了8TB磁盘阵列。在机器运行期间，我们做了大量技术工作，保证了机器可用性和利用率：

1. 完善了PBS作业管理系统的节点访问控制系统，使得整个集群系统的安全性得到大大加强，防止了用户之间的互相干扰。

2. 采用MAUI代替原PBS系统的作业调度系统，提高了资源利用率。

3. 开发了计算节点死进程和垃圾清理程序，使得集群的使用效率大为提高。

4. 面对新集群复杂的函数库、多套编译系统、多套体系不同交换机系统和多种并行环境，采用module方式来管理用户环境，这使得用户使用非常方便。

5. 为了增加集群工具软件从而进一步方便用户，积极联系Visual Numeric Inc，取得IMSL、JMSL和PV-WAVE免费使用许可；联系StarCD公司取得StarCD、Frontier、MPCCI等的免费安装使用许可。

6. 我们自行开发并且完成了作业管理系统的记账程序。

2台机器使用以来，为北京大学30多个科研院系的几十个科研项目提供了服务，产出SCI和EI相关论文60多篇，成为北京大学科研力量不可缺少的基础设施。

在HP Beowulf机群上实现的项目(共27项)：

物理学院

1.（刘富坤）国家自然科学基金：大质量双黑洞与周围恒星及吸积盘相互作用的数值模拟。

2.（李洪云、龚旗煌、蒋红兵）基金委面上项目：飞秒强激光下原子分子行为研究。

3.（吴介之小组）国家自然科学基金（重点项目）：水力旋转机械中非定常流动及其控制的基础问题研究。

4.（许甫荣）国家自然科学基金委：近滴线核的结构与衰变研究。

5.（刘晓为）光致电离气体星云的3维蒙特卡洛数值模拟。

6.（杨海军小组）国家自然科学基金：热带外气候异常对热带平均态和ENSO的影响。

7.（雷奕安）自然科学基金：原子核结构的微观模拟。

8.（韩汝珊小组）基金重大项目：氢分子结的电子输运计算。

9.（彭练矛）基金委重点项目：纳电子材料与器件的物理基础。

10.（彭良友）少体原子分子在阿秒脉冲和红外激光联合作用下电子动力学的理论研究。

计算机系

1.（余华山小组）国家网络计算环境平台建设。

2.（叶安培）相对论多组态原子结构计算程序包graspVU。

3.（李光元）金属薄膜亚波长狭缝中光场仿真。

4.（李晓明小组）多层共享集群系统中针对作业管理的研究。

数学系

1.（张平文小组）液晶聚合物微观模拟，两嵌段共聚物熔体的成核的最小能量路径的计算。

2.（张平文和鄂维南小组）有序相变成核的数值方法。

3.（张平文和鄂维南小组）软物质体系有序相变成核的数值研究。

4.（周铁）973项目，基金委重点项目：螺旋锥束CT的并行图像重建。

5.（李铁军）科技部973高性能科学计算项目：针对海量数据的数据挖掘问题。

6.（卢朓) 双栅半导体场效应晶体管的并行快速算法和数值模拟。

工学院

1.（陈十一小组）湍流的级串理论及惯性区的动力学机理研究。

2.（陈十一小组）湍流的直接数值模拟。

3.（孙强小组）储氢材料、纳米材料及生物传感材料的模拟与设计。

4.（韩汝珊和蔡伟小组）负责的分子纳米电子器件的计算模拟研究。

管理方法：

系统管理员：孙爱东，ccsad@pku.edu.cn,62754938

           高  艳，gaoyan@pku.edu.cn,62753202

一、收费标准

1. 校内用户开户时一次性收取管理费500元，校外用户开户时一次性收取管理费1000元。

2. 计算费采用按点收费，帐户预充值，欠费停帐号。使用一个CPU一分钟就是一个点。以0.6/CPU小时的收费标准为基准值，在2万元内，每一点收一分钱（合每CPU小时0.6元）：2万-4万元，每CPU小时0.4元，4万元以上，每CPU小时0.2元。如：使用机时70000CPU小时，则收费为：以70000×0.6="42000元为基准，应交费：20000+20000×(0.4/0.6)+2000×（0.2/0.6)=34000元。校内用户每个账号初始赠送60000点（约1000CPU小时），每个“中心”用户帐号初始赠送100000点（约1667CPU小时），以后每一点收一分钱（合每CPU小时0.6元）：每个校外用户初始赠送30000点（约500CPU小时），以后每一点收5分钱（合每CPU小时3元）。

机器运行所收费用主要用于补充维持机器正常运行所需经费的不足，如水电费、设备维护费、机房条件保障所需费用、引进新软件等。

三、收费开始日期

按照本收费管理办法第一条的收费标准，自2008年4月1日开始实施。

四、收费管理办法

1. 新用户首先到北京大学理科一号楼找系统管理员缴费，缴费账号为414001，交费用途为使用HP机群使用。如为内部支票，请在支票背面写上联系电话。

2. 对于已经停止使用的帐号，不能继续提交作业。但是已经运行的作业不会被中断，用户仍然可以进行登陆Cluster，传送数据等操作。充值后将可继续提交作业使用。