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浪潮信息高性能计算产品手册
目录|Contents
A 整体HPC能力介绍
B 产品创新 HPC计算
通用HPC服务器
高密度HPC服务器
异构加速服务器
B 产品创新 并行存储
AS13000G6-H便捷灵活高性能存储
AS13000G6-M融合统一高效存储
B 产品创新 集群管理
ClusterEngine高性能计算管理平台
天眼应用性能分析软件
C 绿色降碳 液冷解决方案
液冷四大能力
液冷绿色收益
引领产业标准
D 应用优化
应用优化策略
系统平台优化能力
大规模并行计算优化
模型算法革新能力
A
整体HPC能力介绍
作为领先的HPC解决方案提供商，浪潮信息致力于为全球用户提供全栈解决方案，包括HPC硬件、应用程序优化、软件堆栈与广泛的其他HPC服务。创新的产品组合提供了涵盖高性能计算平台、并行文件系统、冷却系统等的解决方案。
浪潮信息凭借在HPC行业的丰富经验，为HPC用户提供可扩展的高性能计算系统，可满足计算密集型、I/O密集型、网络密集型及内存约束型等多种计算需求。
浪潮信息 AI&HPC 方案全景
高性能计算平台软件
硬件管理
平台
ISPIM
应用性能分析平台TEYE
深度学习平台软件
AIStation训练平台
AlStation推理平台
AutoML自动建模工具
计算框架
TF2-FPGA计算加速引擎
Caffe MPI计算框架
HPC 并行编译环境
数学库|驱动
新一代Intel Xeon CPU服务器
NF5180M61U2路计算节点
NF5280M62U2路通用节点
NF5488M6 NVSwitch 8GPU
新一代NVIDIA A100 GPU服务器
NF5468M6-P PCle4.0 2-8GPU
NF5488A5 NVSwitch 8GPU
Intel CPU平台
PCle3.0|4.0 16GPU
液冷MDC
AMD CPU平台
AS13000-H(BeeGFS)
并行存储系统
i24G7
高密度HPC服务器
关键特点
■2U4节点双路服务器，最大支持8颗最新第四代英特尔®至强®处理器和64条4800MT/sDIMMs或最大支持8颗第四代AMDEPYC™M处理器和96条4800MT/sDIMMs可选液冷散热，覆盖CPU、内存和VR，支持45C中高温进水冷却，系统PUE≤1.1精密漏液检测方案，实时定位漏液节点并可自动断电，有效降低风险
产品规格
| 型号 | i24-M7-A0-R0-00 (风冷)/i24-M7-C0-R0-00(液冷) | i24-A7-A0-R0-00(风冷)/i24-A7-C0-R0-00(液冷) |
| 处理器 | 每节点支持2颗第四代英特尔®至强®可扩展处理器，TDP350W | 每节点支持2颗第四代AMD EPYC™M处理器，TDP 400W |
| 内存 | 每节点支持16条DDR5 4800MHz RDIMM/LRDIMM | 每节点支持24条DDR5 4800MHz RDIMM/3DS RDIMM |
| 存储 | 每节点2块2.5英寸SSD，内置2块 SATA/PCle M.2硬盘 | |
| 散热 | 机箱前部4个或5个8086系统散热风扇，N+1冗余；支持液冷 | |
| PCle扩展 | 风冷:每节点支持1个PCle 5.0x16插槽+1个PCle 4.0x16 HHHL插槽液冷：每节点支持1个PCle 5.0x16 HHHL插槽每节点支持1个OCP3.0插槽 | |
| 电源 | 4个热插拔12V/2200W铂金/钛金电源，支持PowerCapping，N+N冗余 | |
| 机箱 | 2U(宽*高*深:448mm*87mm*896mm） | |
NF5180G7
通用HPC服务器
关键特点
1U空间支持2颗第四代英特尔®至强®处理器和16条4800MT/s DIMMs或支持2颗第四代AMD EPYCTM处理器和24条4800MT/s DIMMsT型风冷散热器，可支持TDP高达400W的处理器整机一体化、简化交付
产品规格
| 型号 | NF5180-M7-A0-R0-00 | NF5180-A7-A0-R0-00 |
| 处理器 | 2颗第四代英特尔®至强®可扩展处理器，TDP350W | 2颗第四代AMD EPYC™M可扩展处理器，TDP 400W |
| 内存 | 16条DDR5 4800MHz RDIMM/LRDIMM | 24条DDR5 4800MHz RDIMM/3DS RDIMM |
| 存储 | 内置: 2块SATA/NVMe M.2 SSD前置面板：4块LFF HDD，4块SFF SSD或者12块SFF SSD后置面板：2块SFF SSD | 内置: 2块SATA/NVMe M.2 SSD前置面板：4块LFF HDD，4块SFF SSD或者12块SFF SSD |
| 系统散热 | 8个4056风扇，N+1冗余 | |
| PCle扩展 | 3个标准PCle Gen5，2个OCP 3.0，1个Raid Mezz插槽 | 3个标准PCle Gen5，2个OCP 3.0插槽 |
| 电源 | 2个2000W铂金/钛金电源，1+1冗余 | |
| 机箱 | 1U(宽*高*深:438mm*43.05mm*800mm) | 1U(宽*高*深:438mm*43.05mm*850mm) |
NF5280G7
通用HPC服务器
关键特点
2U空间支持2颗第四代英特尔®至强®处理器和16条4800MT/sDIMMs或支持2颗第四代AMD EPYC™M处理器和24条4800MT/s DIMMsT型风冷散热器，可支持TDP高达400W的处理器出色的PCle扩展，支持4个双槽位GPU
产品规格
| 型号 | NF5280-M7-A0-R0-00 | NF5280G7-A7-A0-R0-00 |
| 处理器 | 2颗第四代英特尔®至强®可扩展处理器，TDP350W | 2颗第四代AMD EPYC™M处理器，TDP 400W |
| 内存 | 16条DDR5 4800MHz RDIMM/LRDIMM | 24条DDR5 4800MHz RDIMM/3DS RDIMM |
| 存储 | 前置面板：12块LFF HDD或24 SFF SSD内置：4块LFF HDD或4块SFF SSD后置面板：4块LFF HDD和2块SFF SSD或4块LFF HDD和2块 SATA/NVMe M.2 SSD或10块SFF SSD | 前置面板：12块LFF HDD或24块SFF SSD内置：2块SATA/NVMe M.2 SSD或4 LFF HDD后置面板：4块LFF HDD或4块SFF SSD或2块SATA/NVMe M.2 SSD |
| 系统散热 | 6个6056风扇，N+1冗余 | |
| PCle扩展 | 支持4个双槽位GPU13个标准PCle Gen5，2个OCP 3.0和1个Raid Mezz插槽 | 支持4个双槽位GPU8个标准PCle Gen5，2个OCP 3.0插槽 |
| 电源 | 2个2700W铂金/钛金电源，1+1冗余 | |
| 机箱 | 2U，(宽*高*深:435mm*87mm*800mm) | |
NF5448A6
关键特点
支持2颗AMDEPYC™™7003系列多核处理器和4颗NVLink全互联GPU同类产品中最高的扩展性，满足客户对多网络扩展和大容量本地存储要求GPU:IB:NVMe=1:1:1支持GPU Direct技术，显著提高跨节点通信性能2CPU+4GPU比例更均衡，为AI&HPC应用提供均衡算力配比
产品规格
| 型号 | |
| NF5448A64颗SXM4接口的NVIDIA Ampere Tensor Core GPU | |
| GPU | |
| 处理器 | 2颗AMD EPYC™M7003处理器，TDP 280W |
| 内存 | 支持32条DDR4 RDIMM/LRDIMM内存，最高支持3200MT/s |
| 存储 | 8块2.5寸SSD(最多4块NVMe U.2) |
| 板载M.2 | 板载2块 NVMe/SATA M.2，后置4块NVMe M.2 |
| PCle扩展 | 5个PCle4.0 x16插槽 |
| 前置1/0 | 2个USB3.0接口，1个VGA接口，1个耳机孔串口 |
| 后置1/0 | 2个RJ45管理口 |
| 管理 | 内置BMC远程管理模块，支持Redfish/IPMI/SOL/KVM等远程管理功能 |
| 系统散热 | N+1冗余热插拔风扇 |
| 电源 | 4个3000W_80Plus铂金电源，支持N+N冗余 |
| 机箱 | 4U(宽*高*深:448mm*175.35mm*835.39mm) |
NF5688G7
异构加速服务器
关键特点
6U空间支持2颗第四代英特尔®至强®处理器或第四代AMDEPYC™M处理器支持8颗NVIDIA最新Hopper架构GPU，计算性能高达16PFlops(FP16)支持风冷、液冷散热，冷板覆盖率超过80%12个PCleGen5插槽，支持CX7、OCP3.0和多种智能网卡
产品规格
| 型号 | NF5688-M7-A0-R0-00 | NF5688-M7-A0-R0-00 |
| GPU | 8颗NVIDIA最新Hopper架构GPU，单颗GPU TDP 700W | |
| 处理器 | 2颗第四代英特尔®至强®可扩展处理器，TDP350W | 2颗第四代AMD EPYC™M处理器，最大cTDP 400W |
| 内存 | 32条DDR5 DIMMs内存，速率最高支持4800MT/s | 24条DDR5 DIMMs内存，速率最高支持4800MT/s |
| 存储 | 最多支持24块2.5英寸SSD硬盘，其中最大支持16块NVMe | |
| 板载M.2 | 2块板载M.2 NVMe/SATA | 2块板载M.2 NVMe |
| PCle扩展 | 12个PClex16Gen5插槽，支持2个FHHL x16插槽。可选支持1张OCP3.0网卡，支持NCSI功能 | |
| 前置I/0 | 1个USB3.0端口，1个USB2.0端口，1个VGA端口 | |
| 后置I/0 | 1个USB3.0端口，1个MicroUSB端口，1个VGA端口，1个RJ45管理口 | |
| 系统散热 | 6个N+1冗余热插拔风扇 | |
| 电源 | 2个12V3200W及6块54V2700W铂金/钛金级电源，支持N+N冗余 | |
| 机箱 | 6U，(宽*高*深:482mm*263mm*855mm) | |
NF5468G7
异构加速服务器
关键特点
4U空间支持2颗第四代英特尔®至强®处理器或第四代AMDEPYCTM处理器支持10颗H800、A800、L40等全高全长双宽PCIe接口GPU卡，提供领先性能支持风冷、液冷散热，冷板覆盖率超过80%支持balance/common/cascade/NTB拓扑，灵活适应不同AI应用场景支持英伟达、英特尔、AMD等多种AI加速卡和芯片
产品规格
| 型号 | NF5468-M7-A0-R0-00 | NF5468-A7-A0-R0-00 |
| GPU | 支持8颗H800、A800、L40等全高全长双宽PCIe接口GPU卡 | |
| 处理器 | 支持2颗第四代英特尔®至强®可扩展处理器，TDP350W | 支持2颗第四代AMD EPYC™M处理器，cTDP 400W |
| 内存 | 支持32条DDR5 4800MHz RDIMM | 支持24条DDR5 4800MHz RDIMM |
| 存储 | 前置24块2.5或12块3.5寸SAS/SATA硬盘，最大支持16块NVME或E3.S内置2块M.2 NVME/SATA SSD | |
| 前置I/0 | 2个USB接口，1个VGA接口 | |
| 后置1/0 | 1个串口，1个USB3.0接口，1个RJ45管理口，1个OCP3.0网卡(支持NCSI功能） | |
| 系统散热 | N+1冗余系统散热风扇 | |
| 电源 | 4个1600W/2000W/2200W/3000W80Plus铂金/钛金PSU，支持N+N冗余模式 | |
| 机箱 | 4U，(宽*高*深:482mm*174.5mm*850mm) | |
AS13000G6-H
便捷灵活高性能存储
关键特点
极高性能：支持单个服务的多实例部署，分担大量客户端的负载；支持BeeOND计算节点性能加速，支持RDMA/RoCE和TCP协议，单流性能可达10GB/s，聚合带宽扩展TB级高可靠性：支持硬件Raid和镜像双重数据冗余保障，镜像功能精细到Raid组冗余，允许一半节点失效数据不丢失灵活部署：多个文件服务可以部署在同一台服务器上面，支持针对不同的文件夹不同的文件设置条带，支持实时创建文件系统实例，支持不同Linux发行版和内核版本极致易用：服务端的服务运行在用户态，针对用户态开发轻量级设计，客户端/服务端不需要任何内核补丁，支持Ethernet和Infiniband、OPA等多种网络的数据访问要求
产品规格
| 产品系列 | AS13000G6-H | AS13000G6-HN |
| 集群节点规格 | 2U12、2U24、4U36、4U60 | 1U12、2U24 |
| 磁盘类型 | NVMe/SATA SSD、SATA/SAS HDD | NVMe SSD |
| CPU | 至强第三代&第二代处理器 | |
| 内存 | RDIMM、NVDIMM | |
| 主机接口类型 | 1Gb、10Gb、25Gb、100Gb以太网络接口，100Gb、200GbInfiniBand接口 | |
| Buddy Mirror | 支持元数据和文件内容镜像，半数节点失效，业务不中断，数据不丢失 | |
| Burst Buffer | 使用计算节点SSD硬盘，开启Burstbuffer可使文件系统读/写带宽比原来提高4-5倍 | |
AS13000G6-M
融合统一高效存储
关键特点
极致融合：一套存储同时支持文件、对象、大数据和块四种服务，并实现文件、对象、大数据三种协议间互通互访，语义无损极致容量：支持5120节点横向扩展，性能和容量线性增长，EB级容量，单桶千亿，单文件百亿小文件，32+2大比例纠删，软拷贝，智能均衡算法空间利用率95%以上极致性能：支持小文件聚合，智能IO调度，内核客户端，分级存储，元数据检索等极致可靠：数据支持快照、克隆、回收站，存储系统支持纠删、副本、远程复制、多站点容灾，支持加密、亚健康检测和健康巡检极致管理：支持增强ACL、报表、企业WORM、用户配额，支持大批量自动化部署，自定义元数据检索等
产品规格
| 产品系列 | AS13000G6-M | AS13000G6-MN |
| 集群节点规格 | 2U12、2U24、2U25、4U36、4U60 | 2U24 |
| 磁盘类型 | NVMe/SATA SSD、SATA/SAS HDD | NVMe SSD |
| 存储服务 | 块/文件/对象/大数据 | |
| 集群节点规模 | 可随着业务需求横向扩展，最大5120节点，EB级容量 | |
| 数据冗余 | 2-8副本、纠删码K+M:1(最大32+2)的方式。可根据数据不同的保护级别在同一系统内同时设置数据副本模式和纠删码模式 | |
| CPU | 至强第三代&第二代处理器 | |
| 内存 | RDIMM、NVDIMM | |
| 主机接口类型 | 1Gb、10Gb、25Gb、100Gb以太网络接口，100Gb、200GbInfiniBand接口 | |
| 高级软件功能 | 重删、压缩、自动分层、远程复制、异地容灾、智能磁盘预测、自动精简、配额管理、QoS、克隆、快照、增强ACL、多租户、WORM、软拷贝、回收站、内核客户端、小文件聚合、对象聚合、元数据检索、亚健康检测、健康巡检、加密、多版本管理、报表、审计等 | |
ClusterEngine
高性能计算管理平台
关键特点
ClusterEngine高性能计算管理平台为上万节点HPC集群提供稳定、高效、易用的HPC业务管理平台，构建面向智算业务场景的解决方案，实现HPC资源调度分配，业务管理。
产品规格
全面的集群监控：资源监控，性能监控，任务监控，用户监控
丰富灵活的作业管理：支持不同的作业提交方式，支持容器化运行环境，支持将作业环境保存为模板
精细的计费管理：支持多种费率，支持CPU按核\*小时计费、GPU按照卡\*小时计费，支持账单、导出，查看不同用户、组织的消费趋势
集群管理与调度：支持CPU/GPU异构集群的统一调度，支持FIFO、独占等多种调度策略，支持查看节点信息，设置资源分区，支持shell批量管理节点，支持可视化的文件管理，支持增删改查、上传下载、压缩解压
T-EYE
天眼应用性能分析软件
关键特点
T-eye天眼应用性能分析软件作为面向AI&HPC应用的性能分析工具，可以提取并分析应用运行时的性能特征，帮助用户诊断应用瓶颈和优化空间，为应用优化提供方向。
产品规格
全方位指标采集：设备静态信息采集，CPU计算信息采集，GPU计算信息采集，存储I/O信息采集，通信I/O采集，进程信息采集
多维度可视化：图形化重现应用运行特征，支持AI场景，快速诊断AI模型性能
应用运行特征分析：应用瓶颈定位，应用特征雷达图
Liquid Cooling
液冷解决方案
液冷四大能力
浪潮信息的液冷不仅基于产品，也在于创新实践。基于液冷多领域需求，浪潮信息于2021年建立了液冷研发生产测试中心天池，满足了浪潮信息不同规格液冷服务器的各项生产、研发、测试及方案验证需求，是亚洲最大的液冷产业基地。
液冷生产能力
在智慧化生产、严苛性测试和端到端液冷数据中心交付能力支撑下，天池可实现年产能10万台。
方案能力
天池系统一次侧水温7-40℃范围可调，二次侧水温15-55℃范围可调，生产老化过程可以100%实时模拟终端客户实际机房不同使用需求，为客户提供最优化的液冷整体解决方案。
测试能力
天池中心可支持冷板/节点/整机柜等快速插拔、换热、流动等整体性能与功能测试，同时支持气密、打压、排液、烘干等工艺，全流程保障可靠性测试。
研发能力
天池液冷基地涵盖冷板式液冷研发、浸没式液冷研发、CDU等部件研发、液冷整机柜研发、系统解决方案研发等多个区域，全面支撑研发需求。
基于天池液冷基地，浪潮信息已开发单机柜液冷数据中心、液冷整机柜、模块化液冷数据中心、集装箱式液冷数据中心及多种场景下的液冷数据中心解决方案。
绿色收益
浪潮信息液冷智算中心已为不同客户带来低碳绿色的体验。
与京东联合液冷整机柜有效助力京东618等活动，交付效率提升5-10倍。结合整机柜及液冷技术，机房能耗降低27%以上。液冷机柜在产业基地内进行了整机柜级别的测试验证，充分保障交付质量的可靠。
浪潮信息冷板式液冷还解决了高海拔宇宙线观测站数据中心由于空气稀薄而导致的散热问题，为高海拔地区部署高密度服务器提供最优的方案。
浪潮信息浸没式液冷方案实现了服务器的全自然冷却，数据中心PUE降低至1.1以下。
引领产业标准
作为行业的领导厂家，浪潮信息积极参与标准建设，技术创新。
目前浪潮信息已牵头编写10+液冷技术标准，同时拥有100多项液冷技术领域核心专利，并已参与制定数据中心冷板式液冷、浸没式液冷相关设计的技术标准和测试规范，对液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及建设具有重要的指导意义。
Application Optimization
浪潮信息整体应用优化
应用优化策略
高性能计算能够极大地帮助人们解决研究和生产中的实际问题，它向来都是一个国家综合国力的重要体现之一。随着人们对计算需求的不断增长和技术的发展，计算机的规模与性能越来越高，目前已经进入E级计算时代。但与之相应的高性能计算软件性能提升较为缓慢，大量软件的并行计算规模和效率远低于智算硬件发展的规模，导致资源利用率不高。
为了弥合人们需求和硬件平台之间的矛盾，浪潮信息结合自身多年在智算领域的创新经验，总结出了一整套行之有效的应用优化策略，包括系统平台优化，大规模并行计算优化，以及模型算法革新三个方面。
模型算法革新
大规模并行计算优化
系统平台优化
系统平台优化能力
当前集群技术是基于成熟的商业部件和开源建立，具有性价比高和易扩展等优势。构造集群的不同模块是针对计算行业的各种实际应用设计制造的，兼顾各行业技术特点，能够保证所有行业的基础应用。如何使现有的应用软件高效地运行，需要从硬件配置、系统软件、应用行业背景、软件算法、以及应用软件实际运行特征等方面全面分析，以定制性能均衡的专用硬件平台。
浪潮信息强大的应用特征分析软件“天眼”，对数十个行业的二百余款应用软件做了深入的研究分析，为建立高效的系统平台提供了坚实的技术支撑。根据高性能计算应用程序的技术特点，系统平台优化包括基于硬件级和系统级优化过程：存储性能优化、节点配置优化、BIOS参数调优、网络吞吐调整、系统服务优化等技术方案。
大规模并行计算优化
高性能计算应用通常对集群整体性能有极高的需求，例如浮点计算速度，内存带宽，网络带宽等。近些年来，随着主流芯片厂商提供的CPU和GPU等芯片计算性能不断提升，越来越多的软件性能瓶颈从计算过程转移到数据访存过程，特别是对于计算性能有极致需求的高性能计算应用。
为了针对集群访存系统进行优化，浪潮信息根据现代集群访存系统特点提出了“多层数据访问优化”方法。根据现代集群中不同等级存储系统数据访问延迟，按照由主到次顺序对不同访存系统功能进行调优，整体优化流程如下图所示。
通过多层数据访问优化方法优化后，可以大幅提升应用程序在大规模并行计算过程中运行性能和并行效率。以材料应用CP2K和分子动力学应用GROMACS为例，经过优化后应用的最大并行规模可由数百核心分别扩展至50000和14400核心，并且在不同规模下运行性能远高于国内外其他智算中心运行结果。
应用优化
模型算法革新能力
长久以来，应用软件的发展严重滞后于智算硬件平台的技术更新，导致软件架构与硬件架构严重不匹配，以至于大多数应用软件都无法大规模扩展，充分利用智算平台计算性能。为了解决这一难题，只有从应用计算模型的角度入手，使算法与当代的硬件架构相适应，这就需要从应用软件的研究领域入手。
浪潮信息应用创新专家团队，成员来自物理、化学、生命科学、大气物理、流体力学、地球科学等专业领域，具有深厚的学术背景和应用开发经验。能够从算法角度在浪潮信息高性能硬件平台对应用软件进行深度的移植和优化，并与客户进行深入合作，提升了客户应用的性能。
| 应用领域 | 解决问题 | 优化算法 | 效果 |
| 新型半导体材料模拟 | 原始代码使用完全构型相互作用（CI）方法模拟少数电子系统，并使用QR方法进行矩阵对角化。由于算法特征使得计算过程需要占用大量内存，计算最大电子系统规模仅为10^4。此外并行效率极低，使用核心数不超过10。 | 使用弱CI算法代替完全CI算法，识别并减少电子系统内弱相关作用计算。同时使用子空间方法代替QR算法实现矩阵对角化，提高并行效率。 | 计算最大规模提升10000倍，电子系统规模提升至10^8。最大并行规模提升400倍至4000核。 |
| 第一性原理计算软件 | 在第一性原理VASP软件计算中，计算电子结构需要对大规模稀疏矩阵本征值问题进行求解。在使用ScaLAPACK函数库计算时，在大规模并行计算时会出现通讯量巨大，并行效率低等问题。 | 通过使用两步矩阵三对角方法代替ScaLAPACK求解，可以有效利用BLAS-3中矩阵-矩阵操作，提升算法计算强度，降低对于内存带宽依赖。 | 在480核心左右，针对VASP核心计算DAV算法，计算性能提升1.33到1.47倍左右。 |
| 全球尺度气候模拟 | 在气象模型中亥姆霍兹方程计算中，存在大量三维模板计算（空间相邻20节点之间）。模板计算中所需变量在内存中排布并不连续，无法使用SIMD指令集加速计算。在使用超过1000核心超大规模并行时，节点间通信带宽极高，此外浮点计算向量化比率极低，没有充分利用CPU浮点计算性能。 | 使用Intel AVX512扩展指令助记符强制模板计算中向量化，并增加数据预读取语句，使浮点计算与内存读写过程重叠，提升大规模并行时浮点计算向量化比率。在并行区域划分后，兼顾计算几何区域拓扑与集群硬件拓扑，将相邻并行区域映射到同一个相邻核心计算，降低集群网络中数据通信带宽。 | 有效提升CPU浮点计算向量化，同时降低在万核规模时节点间通信带宽，计算速度提升1.8倍以上。 |
| 托克马克环模拟 | 在磁流体计算中，稀疏矩阵为非对称形式，使用GMRES计算。在迭代中包含大量聚合通信，导致应用并行效率较低，超过1000核后运行时间开始增加。 | 在线性方程组求解过程中，使用基于pipeline方法的GMRES方法对稀疏矩阵计算进行优化。通过使用非阻塞通信模式，使得并行计算与通信重叠。 | 最大并行效率大幅提升，运行速度也显著提升1.22至1.67倍左右。 |
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浪潮AIHPC
