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松山湖材料實驗室

松山湖材料實驗室成立于2018年，由東莞市政府,、中國科學(xué)院物理研究所和中國科學(xué)院高能物理研究所共建,。實驗室未來將布局材料制備與加工極限環(huán)境設(shè)施（暫擬名）大裝置，基礎(chǔ)前沿研究,、公共技術(shù)平臺,、創(chuàng)新樣板工廠三大核心板塊，粵港澳交叉科學(xué)中心及成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心,。松山湖材料實驗室以中國科學(xué)院物理研究所為牽頭單位,。實行理事會領(lǐng)導(dǎo)下的實驗室主任負責(zé)制，為東莞市事業(yè)單位,，王恩哥院士擔(dān)任理事長,，汪衛(wèi)華院士擔(dān)任實驗室主任，趙忠賢院士擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會主任,。松山湖材料實驗室總體規(guī)劃1200畝,，投資總經(jīng)費約120億元，建成后人員規(guī)模約6600人,其中固定人員2200人,，研究生2200人,、博士后等流動人員約2200人。松山湖材料實驗室定位于成為有國際影響力的新材料研發(fā)南方基地,、未來國家物質(zhì)科學(xué)研究的重要組成部分,、粵港澳交叉開放的新窗口及具有國際品牌效應(yīng)的粵港澳科研中心,。

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客戶需求

近年來，計算模擬逐漸成為了材料研究和設(shè)計的重要手段,。高性能計算系統(tǒng)強大的計算性能可大幅度加速材料模擬的速率,，提高材料設(shè)計的效率。當(dāng)前,，依托高性能計算進行高通量計算,，構(gòu)建材料大數(shù)據(jù)，形成材料基因組已成為材料科學(xué)中主流的研究方式,。松山湖實驗室迫切需要建設(shè)一套高性能計算系統(tǒng)來滿足材料研究的計算需求,。

在計算資源方面，高通量計算需要有強大的計算性能來提高計算效率,，同時需要有集群管理系統(tǒng)來實現(xiàn)計算資源的統(tǒng)一管理,，支持高通量任務(wù)實時調(diào)度，提高資源利用效率,。

存儲資源方面,，高通量計算會產(chǎn)生海量的計算數(shù)據(jù)，依托海量的計算數(shù)據(jù)形成材料基因組數(shù)據(jù),。這要求存儲系統(tǒng)不僅要有海量的存儲空間,，同時具有優(yōu)異的讀寫性能，另外還需要就有良好的擴展性,，可平滑擴展,，以滿足未來的數(shù)據(jù)需求。

解決方案設(shè)計

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曙光為松山湖材料實驗室建設(shè)一套高性能計算系統(tǒng)集群,，命名為“天工”,。“天工”高性能計算系統(tǒng)中配置了成熟穩(wěn)定的TC4600E刀片計算平臺,，提供了強大的計算性能,。除刀片平臺，為適應(yīng)材料計算應(yīng)用的計算特點,，“天工”高性能計算系統(tǒng)中還配置多核計算節(jié)點,、胖節(jié)點、GPU異構(gòu)計算節(jié)點,。豐富的計算設(shè)備既為材料模擬提供了充足的計算力,，還可支持材料數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)以及材料數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建,?！疤旃ぁ备咝阅苡嬎慵翰捎檬锕獬丶壩⒛K，保證了集群供電和散熱需求,。

在材料研究中,，最有價值的是材料計算數(shù)據(jù),。曙光為“天工”高性能計算系統(tǒng)配置了Parastor并行存儲系統(tǒng)。Parastor采用糾刪碼等多種技術(shù)保證了數(shù)據(jù)安全,，同時支持計算節(jié)點并行訪問,，實現(xiàn)優(yōu)異的讀寫性能,。Parastor支持Scale-out擴展,，讀寫聚合帶寬隨存儲容量線性擴展，可充分滿足實驗室未來的計算需求,。

曙光為“天工”高性能計算集群提供了完整的軟件運行環(huán)境,，針對于材料計算領(lǐng)域內(nèi)常見應(yīng)用（如vasp、quantum espreosso等）,，對數(shù)學(xué)庫,、MPI并行庫等進行優(yōu)化，以達到最優(yōu)的運行效果,?！疤旃ぁ备咝阅苡嬎阆到y(tǒng)采用Gridview集群管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理所有資源，實時監(jiān)控各節(jié)點運行狀態(tài),，同時支持高通量計算任務(wù)實時調(diào)度,，最大化地利用集群計算資源。

客戶價值

材料計算與數(shù)據(jù)庫平臺的“天工”高性能計算集群是松山湖材料實驗室重要的技術(shù)支撐平臺,，支撐了高性能計算,、科學(xué)計算軟件開發(fā)、材料大數(shù)據(jù),、基于計算和數(shù)據(jù)的材料研發(fā),。平臺現(xiàn)階段正在利用“天工”高性能計算集群和第一性原理材料計算方法構(gòu)建材料數(shù)據(jù)庫，助力我國未來的材料研發(fā),。材料數(shù)據(jù)庫是材料的知識庫,，未來材料科學(xué)的研發(fā)將借助材料大數(shù)據(jù)，快速搜索與預(yù)測新材料,，實現(xiàn)多快好省的目的,。




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