加州大學(xué)的歐文分校引以為豪的是其卓越的科學(xué)研究歷史。在幾年之前，加州大學(xué)歐文分校沒(méi)有足夠的計(jì)算能力用于支持其備受贊譽(yù)的諾貝爾團(tuán)隊(duì)，也就是在大氣化學(xué)，生物信息學(xué)，生物制藥學(xué)以其其他專注于化學(xué)及合成化學(xué)的學(xué)科中年輕的、創(chuàng)新性研究人員。該學(xué)校的研究人員必須將數(shù)據(jù)外包給高性能計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，比如芝加哥的菲米實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)國(guó)家大氣研究中心，斯坦福線性加速器中心以及圣迭戈超級(jí)計(jì)算機(jī)中心。

　　加州大學(xué)歐文分校物理科學(xué)學(xué)院化學(xué)建模設(shè)施與GreenPlanet HPCC的主管Nathan R. M. Crawford 博士說(shuō)：“我們的研究人員曾經(jīng)不能主宰自己的命運(yùn)。他們需要立刻訪問(wèn)大型計(jì)算資源以快速追蹤在真實(shí)和虛擬世界中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的令人興奮的結(jié)果。申請(qǐng)和獲得大型超級(jí)計(jì)算機(jī)的時(shí)間往往間隔數(shù)周甚至是幾個(gè)月，這拖延了研究的進(jìn)度，扼殺了眾多的科學(xué)計(jì)算應(yīng)用。”

　　尋找合作伙伴

　　加州大學(xué)歐文分校所有的大型研究小組同物理科學(xué)學(xué)院GreenPlanet HPCC 的前執(zhí)行總監(jiān)Ronald D. Hubbard進(jìn)行了會(huì)面，他們認(rèn)為加州大學(xué)歐文分校需要一個(gè)HPC解決方案。Hubbard回憶說(shuō)，“我們整理了一個(gè)計(jì)劃，認(rèn)為能夠付諸實(shí)施的唯一方法就是尋找合作伙伴，而不僅僅是供應(yīng)商。”由于在加州大學(xué)歐文分校暗粒子物理學(xué)家與Intel公司合作的案例研究方面所做的工作，Hubbard最近被計(jì)算機(jī)世界榮譽(yù)計(jì)劃授予2010桂冠大獎(jiǎng)。“Dell和Intel接受了來(lái)自公司CEO Michael Dell以及Craig Barrett的挑戰(zhàn)，他們承諾親自在加州大學(xué)歐文分校進(jìn)行高性能計(jì)算。通過(guò)向我們開(kāi)放工程與設(shè)計(jì)的構(gòu)建過(guò)程，我們能夠得到先進(jìn)的工具以及高端產(chǎn)品(未必是成品)，最后允許我們進(jìn)行沒(méi)有他們幫助就不可能做成的工作。”

　　加州大學(xué)歐文分校的HPC解決方案GreenPlanet，最初配置了88臺(tái)采用了Intel 至強(qiáng)處理器的Dell PowerEdge 1950服務(wù)器以及14臺(tái)PowerEdge 2950服務(wù)器。QLogic TrueScale InfiniBand interconnect在結(jié)點(diǎn)之間提供了高吞吐量，低延遲連通性。Dell PowerVault MD1220和MD 1000直連存儲(chǔ)陣列交付了機(jī)架密集型，可擴(kuò)展存儲(chǔ)。

　　擴(kuò)展聯(lián)邦捐贈(zèng)

　　基礎(chǔ)設(shè)施到位后，接著便得到了聯(lián)邦政府的資金。

　　Crawford 說(shuō)：“由于我們?cè)诳茖W(xué)界與美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，美國(guó)國(guó)家健康機(jī)構(gòu)，美國(guó)能源部，美國(guó)國(guó)防部以及美國(guó)宇航局的關(guān)系，我們已經(jīng)申請(qǐng)并獲得了聯(lián)邦捐贈(zèng)，在過(guò)去的29個(gè)月中將GreenPlanet從102個(gè)結(jié)點(diǎn)擴(kuò)展至超過(guò)了300個(gè)節(jié)點(diǎn)，另外還訂購(gòu)了20個(gè)節(jié)點(diǎn)。我們申請(qǐng)了11個(gè)補(bǔ)助基金，得到了10個(gè)。另外還有12個(gè)在申請(qǐng)當(dāng)中。”

　　加州大學(xué)歐文分校的聯(lián)邦捐贈(zèng)規(guī)模跨越了廣泛的科學(xué)活動(dòng)。有兩千萬(wàn)美元授予了加州大學(xué)歐文分校的化學(xué)時(shí)空限制項(xiàng)目，這使研究人員第一次使用高分辨率的圖像觀察細(xì)胞內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的照片成為了可能。宏觀世界中的其他項(xiàng)目將收集宇宙中最遠(yuǎn)新星的數(shù)據(jù)

　　Crawford 說(shuō)：“在宏觀與微觀之間，我們推進(jìn)了在大氣化學(xué)，合成化學(xué)，理論化學(xué)論以及藥物化學(xué)方面的研究，同時(shí)還對(duì)大量的氣候，天氣，地質(zhì)了進(jìn)行模擬，范圍從大氣層頂部一直延伸到地下深處。”

　　在50%的空間內(nèi)完成150%的工作

　　GreenPlanet擴(kuò)展集群超過(guò)了350臺(tái)機(jī)器，包括采用Intel Xeon 5500 系列處理器以及Intel Xeon 5600系列處理器的Dell PowerEdge R710，R610以及R410。Crawford 說(shuō)：“目前，我們正在采購(gòu)配置了Intel Xeon 5600系列處理器的Dell PowerEdge C6100服務(wù)器，Intel Xeon 5600系列處理器是Intel最新以及最高端的處理器。我正在推薦在新采購(gòu)的節(jié)點(diǎn)中采用該系列處理器。”

　　PowerEdge C6100在2U機(jī)架內(nèi)包括4個(gè)雙核服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，這是一個(gè)令人興奮的、超大規(guī)模的用于HPC環(huán)境以及云建設(shè)的構(gòu)建塊。

　　Crawford 說(shuō)：“通過(guò)Dell和Intel的努力，我們已經(jīng)能夠加快我們的研究活動(dòng)，另外我們已經(jīng)看到完成每項(xiàng)工作時(shí)所帶來(lái)的大量的能源和空間節(jié)省。實(shí)際上，Dell在C6100系列服務(wù)器中嵌入了Intel Xeon X5600系列處理器，我們能夠在原有50%的空間內(nèi)完成150%的工作。而且C6100系列服務(wù)器比我們一年以前購(gòu)買的采用Intel Xeon X5500 系列處理器的PowerEdge R610還要便宜。而且QLogic TrueScale QDR InfiniBand Fabric處理每個(gè)節(jié)點(diǎn)額外的處理器內(nèi)核引起的多增加的50%消息傳遞綽綽有余。Dell，Intel以及QLogic的伙伴關(guān)系明確地允許我們?cè)黾友芯炕顒?dòng)中大規(guī)模，高并行應(yīng)用所需要的吞吐量。”

　　Dell和Intel的解決方案同時(shí)還節(jié)省了28%的能源消耗。Crawford 說(shuō)：“像我們這樣的大學(xué)在尋找合作伙伴時(shí)，需要考慮很多因素。Del給合作伙伴帶來(lái)的是能夠進(jìn)行更高密度，可擴(kuò)展性更高的研究計(jì)算。沒(méi)有Dell的幫助，GreenPlanet項(xiàng)目將會(huì)是分散的，昂貴的盒子的集合，而且將面臨令人頭疼的擴(kuò)展和維護(hù)問(wèn)題。正式通過(guò)Dell與合作伙伴緊密協(xié)調(diào)流程，我們才能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得如此大的成功。GreenPlanet設(shè)計(jì)用于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。為了使其投入運(yùn)行，花費(fèi)了大量的人力，流程以及生產(chǎn)過(guò)程。正是Dell，Intel以及QLogic讓這一切成為了可能。”

　　簡(jiǎn)化獲取與部署

　　為了開(kāi)啟設(shè)計(jì)與構(gòu)建過(guò)程，使加州大學(xué)歐文分校能夠獲得高級(jí)工具，在更少的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行更多的科學(xué)研究，Dell和Intel一起將加州大學(xué)歐文分校帶入了Intel的集群就緒項(xiàng)目中。Intel集群就緒驗(yàn)證包括全面的測(cè)試與集成工作，這一舉動(dòng)使Dell的HPC集群與Intel集群就緒驗(yàn)證的獲取與部署過(guò)程大大簡(jiǎn)化。

　　加州大學(xué)歐文分校同樣利用Dell的硬件定制服務(wù)集成了硬件，鏡像，應(yīng)用程序，外圍設(shè)備以及系統(tǒng)文檔。

　　Crawford 說(shuō)：“通過(guò)Dell的集成工作，產(chǎn)品進(jìn)行了預(yù)集成并進(jìn)入到我們的集群當(dāng)中。在監(jiān)控并管理日常事務(wù)時(shí)，我們能夠更有效率也更加精通。GreenPlanet HPC采用的是Linux系統(tǒng)，在系統(tǒng)中我們運(yùn)行了多個(gè)應(yīng)用程序。在超過(guò)30名教授及其研究團(tuán)隊(duì)當(dāng)中，運(yùn)行了各種不同的軟件，而且許多模擬要運(yùn)行數(shù)天或數(shù)個(gè)星期。正式由于Dell和Intel提供的專業(yè)服務(wù)，我們才能夠借助Intel的集群就緒項(xiàng)目以及Dell的硬件定制服務(wù)進(jìn)行集群的集成。這為我們?cè)谝粋€(gè)開(kāi)放平臺(tái)上監(jiān)控并管理眾多不同的活動(dòng)提供了幫助。”

　　快速治愈疾病

　　加州大學(xué)歐文分校使用GreenPlanet集群加速了科學(xué)研究，結(jié)果可能是能夠更快地治愈神經(jīng)退變性疾病，比如ALS，多發(fā)性硬化癥，帕金森癥，亨廷頓氏病以及細(xì)胞退化。這些疾病都是由于用于規(guī)范神經(jīng)的離子通道亞基或蛋白質(zhì)功能紊亂所致。

　　加州大學(xué)歐文分校的教授Douglas Tobias正在致力于計(jì)算化學(xué)的研究。計(jì)算化學(xué)模擬分子級(jí)別中的蛋白質(zhì)如何在電壓門控性離子通道中打開(kāi)與關(guān)閉以對(duì)電壓的變化做出反應(yīng)。這正是所謂的動(dòng)作電位的基礎(chǔ)，動(dòng)作電位是肌肉，神經(jīng)以及易興奮的組織中的電信號(hào)。

　　Douglas Tobias 說(shuō)：“當(dāng)開(kāi)始我的研究時(shí)，看到能夠模擬大約800個(gè)原子進(jìn)行尖端研究我非常高興。現(xiàn)在使用GreenPlanet一般能夠模擬25萬(wàn)的原子而且在今后能夠達(dá)到兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)的規(guī)模。這樣一來(lái)，我們能夠研究的系統(tǒng)已經(jīng)完全改變了。我們已經(jīng)從小型分子發(fā)展為高分子的大型裝配體。這開(kāi)創(chuàng)了你可以考慮的問(wèn)題類型的新場(chǎng)景。我們能夠抽樣的基礎(chǔ)分布或動(dòng)態(tài)分布越多，我們對(duì)結(jié)果也就越有信心。有時(shí)只要運(yùn)行比較久的時(shí)間就能看到之前不能看到的結(jié)果，這在之前是難以想象的。這的的確確改變了我們的研究。”

　　研發(fā)新藥物

　　藥劑學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的助理教授Rommie Amaro正在研究各種不同的傳染性疾病，她說(shuō)：“在我的試驗(yàn)中，我們正在使用不同的計(jì)算模擬以試圖了解傳染性疾病中的酶和生物分子如何活動(dòng)以及我們能夠如何研制出新藥物命中這些特定的酶。我們研究具有成百乃至上千種原子的系統(tǒng)并模擬這些原子的行為。因此，對(duì)我們來(lái)說(shuō)訪問(wèn)具有快速連接的大量處理器非常重要。這讓我們能夠更加快速地獲得結(jié)果。GreenPlanet的偉大之處在于它滿足了我們的限制條件。”

　　Crawford 說(shuō)：“我們是如此興奮，如此激動(dòng)，因?yàn)镽ommie Amaro博士正在進(jìn)行生物合成這一尖端領(lǐng)域的研究。我們非常希望這些發(fā)現(xiàn)在不久的將來(lái)能夠?qū)е潞铣晌镛D(zhuǎn)化為新藥物并用于新的應(yīng)用。”