HPC解决方案架构

整个架构一共可以看作是四层

第一层是一些基础设施，比如模块化的数据中心，方便快速组装。还有像液冷，我们通常机房当中用的都是风冷。在HPC场景下由于服务器的功耗很大，产热也多，通过液冷来散热可以降低功耗，降低了功耗就降低了费用，从而降低了运营成本。

第二层是HPC实现的基础：计算、存储、网络。后面我们的解决方案也是围绕这三点展开。比如计算有哪些节点，存储有哪些类型，网络需要有哪些网络平面、它们之间如何互相组网。

第三层在底层基础设备、系统搭好的基础上，涉及到集群管理、作业调度。在操作系统之上，需要有消息传递的通信，各种运算的库，还有编译器等等。

第四层是偏向于行业的各种业务所需要使用的应用，这就我们前面有提到的能源勘探、CAD仿真，基因测序、气象预测等等。

总结：那我们主要关注的是在L2层，计算网络存储怎么去设计。

HPC解决方案

首先看底层平台

计算这一块，像ARM处理器也就是鲲鹏920，单个处理器可以提供8通道的内存，所以它的优势相比于x86在于大内存，以及缓存一致性互联技术。

存储这块，它支持Burst Buffer这种向量NAS文件系统。

（解释一下Burst Buffer，例如HDD存储容量大，但是性能差。SSD性能高，但是全用SSD部署成本很高。Burst Buffer，在计算过程当中我们使用性能较高的硬盘（SSD）组成一个缓冲层，那么计算都在都在这种高性能缓冲层当中进行。当计算得到最终结果，再将数据落盘到性能较差、容量较大的硬盘当中（HDD）。）

网络这块，需要低时延就会用到像RoCE、IB（无限带宽技术）等这些技术

（RoCE—允许通过以太网使用远程直接内存访问（RDMA）的网络协议）

同时也支持公有云、私有云、混合云的部署方案

然后第二层中间件

在这一层，华为有自己的MPI和作业调度器。在Taishan服务器上也支持其他一些开源的通用的工具，还有编译器、数学库这些。

第三层就是一些业务应用，涉及到气象预测、工业制造、生命科学这些。

总结：华为HPC的解决能力主要体现在L1和L2当中，L3层是和商业合作伙伴相关的。

比如在计算这边，就可以售卖华为泰山X6000这些高密服务器或者是RH系列的服务器。

目前HPC解决方案大部分是基于x86架构的，那么华为的泰山服务器是支持和x86混合部署的，业务一样可以正常运行、互相兼容。

存储这边，华为有自己的Oceanstore系列企业级的存储。

网络这块，华为也有自己的交换机，例如CE系列交换机、S系列交换机。

HPC硬件平台通用架构

如图所示

主要也是从三个方面去看

计算、存储、网络

计算当中主要包括以下节点:

计算节点（瘦节点：负责一般计算）

胖节点（具有很高的CPU和内存，例如华为的X6000高密服务器）

加速节点（例如对图像处理的场景下，可以在服务器上插GPU卡来进行应用加速。）

辅助节点（如工作站）

登录节点（如客户端）

管理节点（集群之间需要进行管理）

网络部分，主要分为三个网络平面

高速计算网络：计算平面，用于各个计算节点之间相互通信（就像一个小组内的人员要互相沟通，任务完成的进度之类的。）

存储网络：存储平面，HPC有专门的存储系统，那么集群当中的节点都需要与存储设备进行相互通信，因此需要搭建一个存储网络。

管理网络：管理平面，整个集群之间资源的调度，任务的安排部署都是由管理平面来做的。

管理平面实际上分为两个：

一个是带内的（负责集群间任务协调、分配、管理的平面）

另外一个是带外的（可以通过iBMC进行带外管理，比如上下电等操作）

这样将管理平面分为带内和带外的，管理网络系统和业务系统不共用同一个平面。当业务系统出现故障，管理人员还可以通过带外的管理网络—也就是iBMC登录去登录iBMC的控制台来管理服务器（不然就去需要跑去机房找相应的服务器进行操作了）。（冗余保护的作用）

存储系统

支持NAS、华为Oceanstore9000以及开源的Lustre（行分布式文件系统，通常用于大型计算机集群和超级电脑，目前大部分HPC采用的文件系统都是Lustre文件系统）

总结：以上就是计算、网络、存储，三层的应用架构。

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