国内首个温水水冷超算平台落户北大，联想HPC加速AI布局

作为中国HPC的领头羊，联想正在加速对AI领域的布局。...



作为国内高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）领域的领头羊，联想最近动作频频。继2017年11月在SC17全球超级计算大会上夺得中国第一、全球第二的好成绩后，2018年伊始，联想HPC又携手北京大学，用高性能计算系统打造高校的基础科研计算平台。

1月3日，国内首个温水水冷高性能计算校级公共平台——北京大学高性能计算校级公共平台“未名一号”正式启用。该平台兼具高性能与超低能耗，采用联想首创的45℃温水水冷技术，将PUE值降到1.1，节省了50%的制冷散热成本。

据悉，“未名一号”采用了联想深腾X8800超级计算机系统，搭载了联想自主研发的45℃温水水冷技术，通过无泄漏快速连接系统，将冷却水流经水冷头来冷却核心处理器及其内存。温水水冷技术让“未名一号”的PUE值控制达1.1，同时让制冷散热成本降低50%，每年为北京大学节省约60万度电。在HPC发展历程中，能耗问题是限制HPC进一步发展的重要因素。目前中国、美国、日本、欧盟等都在争分夺秒地研制E级计算机系统（计算峰值达到百亿亿次的高性能计算机），而能耗问题已经成为限制E级HPC的最大技术障碍之一。

相比传统的风冷散热技术，水冷具有低功耗、散热比高等优势。在水冷技术研发方面，联想先发优势和技术优势明显。早在2011年，联想就研发了世界上第一台大规模温水水冷系统SuperMUC。在“未名一号”之前，联想水冷技术已经在国外积累了多年大集群应用实践经验。

据悉，除了提升性能降低功耗，水冷系统还能降低噪音，满负荷机房噪音控制在50分贝以下。据透露，联想还将推出50℃水冷技术，进一步降低系统能耗。

在性能方面，“未名一号”的LINPACK效率达到92.6%，该集群系统理论计算峰值高达411万亿次/秒，其中CPU理论峰值261万亿次/秒，实测计算能力达到242万亿次/秒。“未名一号”由227个节点组成，存储采用联想GSS24存储系统，容量2784.8TB，计算网络采用Omni-path架构。北京大学物理学院副教授、北京大学高性能计算校级公共平台主任雷奕安向记者介绍，“未名一号”是一个跨学科的科研基础设施，对各学科交流和人才培养将有直接推动作用。针对北京大学各学科领域，“未名一号”都将对大规模数据处理和大规模科学计算的需求提供支持。

目前，“未名一号”已经支撑了北京大学全校100个科研项目的计算需求，这些项目来自21个院系，包括信科、物理、工学、数学、地空、化学、生命等。自上线以来，“未名一号”的节点平均利用率保持在97%左右，达到国内领先水平。

雷奕安表示，在“未名一号”上线之前，北大是分散化解决计算平台问题的，各个院系甚至各个科研组自己购买所需的计算集群，造成了各类资源的分散和浪费。“未名一号”实现了跨学科基础计算平台的打通。

据悉，基于联想Skylake全新架构的北京大学冷冻电镜超算平台也即将开始部署，联想将为北京大学在生命科学研究领域提供强大的计算力。冷冻电镜有三个关键因素，冷冻固定技术，显微技术，以及对图像数据进行收集和处理的技术，而高性能计算平台正是实现海量数据存储和处理的重要基础。高等院校和科研机构是高性能计算的重要应用场所，它们往往需要强大的计算能力来模拟更大规模的应用，有的甚至需要超强计算力来支撑国家级科研攻关项目。

在国内，除了北大，联想HPC已经与南京大学、厦门大学等高校展开合作。2017年6月，联想为南京大学交付的峰值计算能力近九百万亿次的超算集群，是国内规模最大的高校高性能计算平台。

全球知名高校中，牛津大学、伦敦大学、芝加哥大学、北卡罗莱纳州立大学都与联想HPC展开了深入合作。联想与北卡罗莱纳州立大学共同研究应对全球粮食水源短缺的挑战。在伦敦大学学院，联想HPC助力研究人员利用世界上最大、能量最高的粒子加速器，开展的ATLAS实验，重建高能粒子碰撞事件，解决有关宇宙起源的基本问题。

获得国内外众多顶尖高校的信任，是联想HPC实力的绝佳验证。当然联想HPC今天的成绩也不是短期爆发的，而是长期积累后刚刚进入广泛应用的阶段。

早在2002年联想就为中国科学院数学与系统科学研究院交付了中国首个万亿次级别HPC系统“深腾1800”，也是国内最早涉足HPC研发的大企业。在衡量各国超算实力的SC2017 TOP500榜单中（全球最强的500套超算系统），联想独占87席，中国第一、全球第二。而且，17%的增长率也让联想成为全球增速最快的HPC厂商。目前全球500强企业超算系统中，有92家采用了联想的HPC。

当前，在联想的HPC布局中，AI是重点。

联想集团董事长兼CEO杨元庆在“未名一号”揭牌仪式上再次分享了他的人工智能理念，“对于A.I.,大家都喜欢翻译成Artificial Intelligence人工智能。实际上我更愿意把它称作Augmented Intelligence增强智能。因为智能化其实是为了增强人的智能，而不是为了取代人。”

如果把AI的三大要素算法（algorithm）、大数据（big data）和计算力（computing power）分别比作汽车的引擎（算法）、燃料（数据）和车轮（计算力），那么，联想领先的HPC业务就是联想AI加速的轮子。

在其他两个方面，算法层面，联想可以提供基于AI平台的通用人工智能算法和根据不同行业的应用场景算法。大数据层面，联想拥有超过12PB的国内最大制造企业数据集群，在全球建有多个数据中心，其LEAP平台能够帮助企业在管理环节对产品需求做出更好预测。

未来，以HPC为代表的计算力也将在技术发展中发挥越来越重要的战略核心作用，持续推动技术的创新与应用。

HPC的本质是利用大量处理单元的聚合计算能力来解决复杂问题，其核心价值在于应用。“未名一号”可以看作是联想HPC的高性能和水冷技术融合的成功落地，相信未来联想HPC还将赋能更多高校和科研机构，进一步拓展HPC的应用空间。

声音：

“我们非常荣幸能够为北京大学的科研创新提供优质的高性能计算资源，为高校信息化建设做出一份贡献。”

——联想集团高级副总裁、数据中心业务集团中国区总裁  童夫尧

“未名一号平台的建成和启用将为北大高水平科学研究、前沿科技探索和创新型人才培养提供良好支撑和保障。”

——北京大学副校长、教务长  高松院士

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