欧洲第一、世界前十的超算用了联想这项黑科技

提起莱布尼茨这个名字,很多中国人都不会感到陌生。这位生于17世纪的德国哲学家和数学家因其对微积分的发现和开拓为世人所熟知。而在我们的21世纪,也有一位当代“莱布尼茨”正在为科学的发展和社会的进步做出巨大的贡献,它就是位于德国巴伐利亚州加兴市的莱布尼茨超算中心(Leibniz-Rechenzentrum, LRZ)。9月10日,这所拥有中国厂商联想部署的,排名全球第九、欧洲第一超级计算机SuperMUC-NG的超算中心向来自中国的 媒体 访问团敞开了大门,揭开了它身上的神秘面纱。

德国莱布尼茨超算中心

莱布尼茨超算中心成立于1962年,目前正在为来自巴伐利亚、德国乃至全欧洲的科研院所和公共机构提供超算服务,同时也提供包括存储、云计算、大规模计算等IT全领域服务,以及形式多样的与IT相关的培训和咨询服务。几十年来,莱布尼茨超算中心一直在使用全球顶尖的超级计算机,目前的“当家花旦”,由联想部署的SuperMUC-NG在今年六月份TOP500组织发布的全球超算排名中位列第九,实测最高性能达到每秒19.5千万亿次浮点运算,理论最高峰值达到每秒26.9千万亿次浮点运算(即每秒完成2.69×1016次运算),拥有719 TB主存储器、50 PB (1 PB=1000 TB)外部数据存储器和一套高速率互联系统,是名副其实的顶级超算。

有了它的支持,莱布尼茨超算中心能助力物理、化学、生命科学、地理、气候、工程等领域的研究人员开展最前沿的科研活动,可以说做到了“上知天文、下晓地理”。

今年四月,人类历史上第一张黑洞照片被公之于众。这张照片的背后,是由全球八台射电望远镜组成的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜——所拍摄到的海量数据,总量接近7 PB。为了将这些数据转化为研究者乃至全世界都能理解的形式,美国马萨诸塞州海斯塔克天文台和德国马普射电天文学研究所利用超级计算机对其进行了分析。来自法兰克福大学的研究人员就利用莱布尼茨超算中心的超算资源参与了这项艰苦卓绝的计划,为人类最终用肉眼看到黑洞做出了不可磨灭的贡献。

地震研究则是另一个超算能够大展拳脚的领域。2004年在东南亚发生的苏门答腊安达曼地震是人类有记载以来的第三强地震。尽管最近五十年来地震监测与预警系统有了很大的进步,地震学家依然没能预测这次地震,因为如此大规模,且发生在俯冲带上的地震产生机制十分复杂,科学家们并没有足够的数据。收集地震数据就需要进行模拟,但模拟大规模地震难,模拟俯冲带地震更难,因此地震学家只有使用超算才能建立起适宜的计算模型。得益于莱布尼茨超算中心的超算资源,来自慕尼黑大学和慕尼黑 科技 大学的科学家团队对苏门答腊安达曼地震进行了整体模拟。经过多年的准备,这项模拟在2017年最终完成,总共进行了约50万亿次运算,为更可靠的早期地震预测打下了坚实的数据基础。

由此可见,超算是各个领域科学研究的可靠助手。但不可忽视的是,超强的计算能力也对能耗提出了更高的要求。然而,不是所有地方都能负担如此庞大的能耗,因此全球超算都在追求更高的能效比。得益于制造商联想业界领先的温水冷却系统,SuperMUC-NG在散热方面的能耗与传统风冷相比节约30-40%。联想水冷技术的独特之处在于,它可以将冷却用水的水温保持在50摄氏度,这是散热效果最佳的温度,且不必再耗费额外能源对水温进行再次处理,排出的热水还可以用来对超算中心和周边建筑进行供暖,并对其它的风冷设施供能,实现了能源的循环利用。值得一提的是,北京大学高性能计算校级公共平台“未名一号”也在2018年用上了联想的温水水冷系统,每年能为北京大学节约电费60万元人民币。

联想与北京大学举行中国第一套超大规模温水水冷超算平台的交付仪式

莱布尼茨超算中心战略性发展和合作业务主管Laura Schulz对中国媒体表示,2020年超算将进入exaFLOP时代,即每秒1018次浮点运算。目前,莱布尼茨超算中心正在思考向未来迈进,推进大数据环境生态、人工智能、超算和建模模拟等技术的融合,并提前规划未来的量子计算领域。联想也在积极开展技术创新,例如随着图形处理器(GPU)在人工智能领域的应用越来越多,联想正在和一些GPU设计团队共同开展GPU水冷散热系统的开发。我们期待联想能够为更多的超算中心提供更加先进、可靠的产品解决方案,助力超算在更广阔的领域里大展拳脚。