华中师大粒子物理研究所应用戴尔HPCC系统.pdfVIP

戴尔成功案例 ● 双版本 第一部分（A ）：技术方案版，供彩页印刷使用 华中师大粒子物理研究所应用戴尔 HPCC 系统 参加 LHC-ALICE 和 RHIC-STAR 等高能重离子物理国际合作研究项目 位于湖北省武汉市的华中师范大学粒子物理研究所不仅是国内高能重离子物理研究领域的一支重要力量，而且在国 际高能物理的合作研究方面，同样非常活跃。该所参加了国际高能重离子物理研究领域的两大重要合作项目：美国 RHIC－STAR 项目和欧洲 LHC－ALICE 项目。为了更好地解决研究工作中大规模数据计算处理的任务，该所引进 了戴尔 HPCC （高性能计算群集）系统。 前沿探索，全球合作 华中师大粒子物理研究所的研究方向是物理学的一个前沿分支：粒子物理学，其研究对象是微观世界中比原子核更 小的基本粒子。由于粒子物理学的研究需要借助于产生高温、高能量密度等高能实验手段，因此它也被称作高能物 理学。 位于美国纽约长岛的 RHIC （重离子对撞机）和位于欧洲瑞、法边界的LHC （大型强子对撞机）是当今世界上两台 最重要的粒子物理学加速器实验设备。它们应用最先进的超导磁体和加速器技术，使重离子获得极高的速度与能量、 发生碰撞，最后产生研究需要的末态粒子。在上述实验过程中所产生的大量数据，对于高能物理学的多个领域都具 有极其重要的价值。 这两个代表了国际高能物理研究前沿的项目，需要众多国家和地区的科研机构参与其中，合作完成。以 LHC 为例： LHC 是一个安置在地下 100 米深处、周长达到 27 公里的巨大的真空管道，在 LHC 上有一台被称为“ALICE ”的 粒子信号探测器，负责对 LHC 管道中的粒子运动与碰撞信息进行探测和记录。为了对 ALICE 收集到的数据进行研 究，成立了 ALICE 国际合作组，来自全球28 个国家的近百家成员单位参与了这个合作组，华中师大粒子物理研究 所就是其中的成员之一。 数据处理，任务艰巨 能够参与上述研究项目，对于华中师大粒子物理研究所而言，既是难得的机遇，同时又是巨大的挑战，特别在数据 的计算与处理能力方面，更是如此。 仍以 LHC 为例。在 LHC 的真空管道中，一个铅离子与另一个铅离子发生碰撞叫做一个“事例”，ALICE 需要对这 样的“事例”进行采样记录，并把记录到的数据存入位于瑞士日内瓦的 LHC 数据中心。 这时候，包括华中师大粒子物理研究所在内的近 100 家 ALICE 国际合作组成员单位，就可以根据其所承担的研究 课题的不同，把其所需的采样数据从日内瓦数据中心读取到本地。然后，再对它们进行处理，并在完成处理后，把 研究成果返回给 LHC 数据中心。 ALICE 每对 1 个“事例”进行采样，就要产生约 2GB 的数据量。为了开展研究工作，一般的统计事例需要对 10 万个“事例”进行分析，这就意味着研究者需要对高达 20 个 TB 的海量数据进行计算和处理。显而易见，如果没 - 1 - 有高性能计算设备，根本无法在限定的时间内，完成如此大量数据的处理任务。 慎重选型，戴尔中标 为了拥有大规模的数据密集应用计算处理能力，2003 年下半年，华中师大粒子物理研究所开始进行设备选型。谈 到这个过程，所里具体负责设备引进工作的吴涛工程师说：“我们比较了很多方案，也看了不少厂家的设备，比如， 我们曾经考虑过某些厂商基于 64 位芯片的高端服务器，但一方面价格太贵，另一方面与应用软件的配合程度也不 理想，最后还是放弃了；再比如，我们也考虑过一些 UNIX 平台的设备，但是，将配套软件、系统维护等各方面因 素都考虑进去，性价比就不太合适了。” 经过慎重的选择，研究所方面最终决定采用基于 32 位英特尔处理器的戴尔 HPCC 系统方案，该方案的具体内容包 括： 计算节点与主控节点 本套 HPCC 系统共有 20 个计算节点，全部为戴尔 PE1750 服务 器；每台 PE1750 的具体配置为：2 颗 2.8GHz 英特尔至强处理 器，2GB DDR 内存，512KB 缓存，533MHz 前端总线，集成双 通道 U320 SCSI 控制器，配 1 块 36GB 的 Ultra 320 （10000 转， 80 针）SCSI 硬盘。 整个系统的主控节点为 1 台 PE2650 服务器，其具体配置为：1 颗 2.8GHz 英特尔至强处理器，2GB DDR 内存，512K 缓存， 53