超级计算发展指数 总中心 分中心 所级中心 GPU单位 地址 北京市海淀区中关村南四街四号中科院软件园区2号楼 电话 010-58812020 中国科学院超级计算环境官方网站 http://cscgrid.cas.cn 邮编 100190 传真 010-58812114 中国科学院超级计算中心官方网站 http://www.sccas.cn 中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心编制 2015年9月
参与单位 总中心 1 中国科学院计算机网络信息中心 所级中心 19 中国科学院力学研究所 中国科学院北京基因组研究所 分中心 8 中国科学院紫金山天文台 中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 中国科学院高能物理研究所 中国科学院海洋研究所 青岛 中国科学院上海天文台 中国科学院昆明植物研究所 昆明 中国科学院上海药物研究所 中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 兰州 中国科学院山西煤炭化学研究所 中国科学院大连化学物理研究所 大连 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院金属研究所 沈阳 中国科学院微生物研究所 中国科学院水生生物研究所 武汉 中国科学院新疆生态与地理研究所 GPU单位 6 中国科学院过程工程研究所 中国科学院近代物理研究所 中国科学院国家天文台 中国科学院电工研究所 中国科学技术大学 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院数学与系统科学研究院 中国科学院空间科学与应用研究中心 中国科学院青藏高原研究所 中国科学院生物物理研究所 中国科学院大气物理研究所 中国科学院遥感应用研究所 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 中国科学院理论物理研究所 注 目前院超级计算环境中包括总中心 8家分中心 19家所级中心和11家GPU单位 GPU单位除已 列出的6家外还包括总中心 2家分中心 深圳和沈阳 和2家所级中心 高能物理所和紫金山天文台
中国科学院超级计算 发展指数 内容提要 年度 中国科学院超级计算发展指数 CAS SCDI 评价指标数据基于自主开发的 CAS SCDI数据收集系统 Web在线收集 中国科学院超级计算网格环境用户群体中共计133个课题组提 交了超级计算应用成果 年度 CAS SCDI为330.07点 较2013年度降低了8.41% 2006-年间平均增长率超过 26% 年度 计算支撑科研项目288项 较2013年度增长了15% 经费来源于国家级项目占比超过 78% 其中国家自然科学基金项目最多 占总项目的56% 这充分表明中国科学院超级计算环境为 国家层面的科学研究项目的开展提供了强有力的计算支撑 对于国家科技创新有着无法替代的服务支 撑能力 年度 总中心和合肥 沈阳 武汉 青岛 昆明分中心系统运行负载较高 系统使用率均超过 了60% 其中合肥分中心系统使用率最高 超过90% 这表明各超级计算中心机器使用充分 系统 运维管理能力强 为支撑我院科学及工程研究做出了贡献 年度 6个分指数中 收入分指数 用户直接科研产出分指数和人才培养分指数较2013年度均 有所下降 降幅分别约为17.78% 11.21%和19.55% 其余3个分指数较2013年度基本持平 年度 第二次为分中心提供超级计算发展指数 并将该指数继续纳入分中心考核的量化指标 中国科学院超级计算环境现有计算能力未能满足用户动态的应用需求 在一定程度上抑制了中国科学 院超级计算的发展 在用户作业计算规模提升 服务支撑科研项目以及人才培养等方面 中国科学院超级计算依然有较大 发展空间
1. 数据收集情况 数据与收集对象 超级计算应用成果数据 中国科学院超级计算环境用户 以课题组为单位 超级计算环境相关数据 中国科学院超级计算环境总中心和8家分中心系统负责人 Web数据收集平台 系统平台 CAS SCDI数据收集系统 访问网址 http://survey.scgrid.cn 已关闭 数据收集用时 年2月28日 14日/3月20日 31日 共计19个工作日 数据具体提交情况 各中心管理员 类别 中国科学院超级计算总中心和8家分中心提交了超级计算环境相关数据 超级计算用户 类别 共计133个课题组提交了年度超级计算应用成果数据 为了计算分中心的发展指数 和去年一 样 将用户划分为11个大类 分别是总中心 昆明分中心 深圳分中心 合肥分中心 兰州分中心 青岛分中心 大连分中 心 武汉分中心 沈阳分中心 所级/GPU中心和院网格环境 2. 超级计算环境使用情况概览 基于各中心管理员提交的超级计算环境相关数据 从系统使用率和计算规模两个维度对中国科学院超级计算环境年度使 用情况进行统计分析 中国科学院超级计算环境总中心和分中心系统整体使用率 年 图1. 年度总中心和8家分中心系统整体使用率 年度中国科学院超级计算环境总中心和8家分中心系统使用率情况如图1所示 统计数据显示 年度 总中心和合 肥 沈阳 武汉 青岛 昆明分中心系统运行负载较高 系统使用率均超过了60% 其中合肥分中心系统使用率最高 超过 90% 这主要在于这些超级计算中心拥有较大规模的用户群体 超级计算学科应用领域较为广泛 可以考虑进一步增强超级计 算能力 深圳分中心系统使用率偏低 可以从加强超级计算人才培养 拓展超级计算应用领域 培育超级计算典型示范应用等 方面提高超级计算应用水平
中国科学院超级计算 发展指数 中国科学院超级计算环境总中心和分中心按计算规模统计的用户作业机时占比情况 年 对于总中心按计算规模统计的用户作业机时占比 2010-连续五年的对照情况如图2所示 总中心64 127CPU核计算 规模的作业机时占比连续五年保持最高 年度超过45% 主要原因在于百万亿次计算能力带来了用户作业规模的提升 且该规模的用户作业在现有计算能力有限的深腾7000中排队等待时间相对较短 年度256 511CPU核和512 1023CPU核作业机时比重较2013年度小幅下降 这主要是深腾7000进入服务期最后一年 系统负载较高 大规模作业难以 被调度执行等因素导致 年度总中心 计算规模 用户作业机时占比 变化曲线的波峰与2013年基本接近 这主要与系 统高负载直接相关 伴随计算能力的不断提升, 计算规模 用户作业机时占比 变化曲线仍将呈现出 尖峰-厚尾 不对称分 布形态 曲线的峰值会逐渐右移且靠近曲线的左侧 这也表明 超级计算能力建设需要合理规划布局 分阶段扩容 才能够满 足用户动态的应用需求 形成计算能力与学科领域应用协调 良性发展局面 图2. 总中心按计算规模统计的作业机时占比情况对照 图3. 年度分中心按计算规模统计的作业机时占比情况 图3为年度各分中心按计算规模统计的作业机时占比情况 分析发现 在分中心万亿次计算系统中 用户作业基本集中在 2 127CPU核的计算规模 8家分中心该计算规模区间段的作业机时占比都接近或超过70% 其中深圳 合肥在该计算规模 区间段的作业机时占比超过91% 8家分中心中 兰州和青岛分中心128CPU核以上计算规模的作业机时占比最高 超过 20% 青岛分中心256CPU核及以上计算规模的作业机时占比达到10.86% 其它家分中心都没有256CPU核以上计算规模的 并行作业 昆明分中心的串行计算作业机时占比最高且无64CPU核以上计算规模的并行作业 这表明 各分中心在大规模并 行计算应用方面具有一定的潜力 在超级计算应用拓展方面具有更大的发展空间
3. 超级计算用户应用成果概览 基于超级计算用户已提交的年度超级计算应用成果数据 对用户科研项目 学术论文和专利情况进行统计分析 计算支撑科研项目经费来源情况 年 在中国科学院超级计算环境用户群体中 年度计算支撑科研项目共计288项 比2013年度增加了38项 经费来源分布情 况如图4所示 国家级项目占比超过78% 其中国家自然科学基金项目最多 占总项目的56% 这充分表明中国科学院超级 计算环境为国家层面的科学研究项目的开展提供了强有力的计算支撑 对于国家科技创新有着无法替代的服务支撑能力 图4. 由计算支撑的用户科研项目经费来源情况 超级计算用户发表论文检索情况 年 超级计算用户年度已发表论文共470篇 检索情况如图5所示 其中被SCI和EI检索论文数达到92% 和2013年度相比 年度论文数量总数减少24% 分析主要原因是 十二五 末期各项目接近尾声 论文发表成果也接近尾声 分析发现 中国科学院院超级计算环境提供的计算服务有力地促进了基础理论研究 科学发现和工程技术创新 图5. 超级计算用户已发表论文检索情况 超级计算用户专利授权情况 年 年度超级计算用户专利授权共计31项 类别分布情况如图6所示 由超级计算技术支撑所产出的专利集中在 发明 和 实用新型 两个类别 超级计算对于知识创新发挥了一定的促进作用 与2013年度相比 年超级计算用户专利授权项 增加18项 翻了一倍多 这说明用户们的原始创新能力明显提升 遗憾的是国外专利和外观设计专利数量依然是零 希望以后 能有所突破 让超级计算走出国门 图6. 超级计算用户专利授权情况
中国科学院超级计算 发展指数 4. 年度CAS SCDI编制 年度CAS SCDI编制说明 中国科学院超级计算发展指数 CAS SCDI 编制以超级计算生态环境合理量化综合评价为出发点 遵循科学性 目的性 导 向性 代表性 可行性 公开性和通用性原则 从环境建设 环境使用 用户直接科研产出 支持用户科研项目 人才培养和 收入六个维度构建了评价指标体系 共计17个三级评价指标 6个分指数 1个综合指数 同时 今年首次尝试编制了分中心 超级计算发展指数 为分中心发展提供重要参考 年CAS SCDI编制结果及分析 2006-年度 中国科学院超级计算发展指数6个分指数走势如图7所示 年度 各分指数较2013年度的增长比例及 对总指数的贡献如图8所示 图7. 中国科学院超级计算发展分指数走势 图8. 年度各分指数较2013年度增长比例及对总指数增长的贡献 2006-年
对6个分指数的编制结果的分析表明 1 年度 6个分指数中 收入分指数 用户直接科研产出分指数和人才培养分指数较2013年度均有所下降 降幅分别 约为17.78% 11.21%和19.55% 其余3个分指数较2013年度基本持平 2 年度 用户直接科研产出分指数对总指数增长的贡献最高 接近70% 由于年总指数是下降的 所以贡献最 高的分指数是降幅最多的 分析主要原因一是年度提交用户成果的人数减少 二是用户发表论文数减少导致 其次是收 入分指数对总指数增长的贡献最高 接近20% 主要是因为 十二五 末期项目经费减少 再其次是人才培养分指数 环境建 设分指数和环境使用分指数对总指数增长的贡献甚微 这主要是因为中国科学院超级计算环境的基础设施已基本老化 故障率 越来越高 可用资源降低 这是中国科学院超级计算目前发展过程中所存在的薄弱环节 希望在 十二五 期间提升我院超级 计算环境能力 更好的支撑服务我院的科学发展 3 年度 人才培养分指数持续下降 主要是总中心去年举办高性能计算培训次数有所减少 同时因为总中心设备已使 用超过5年 用户很熟悉这个环境 参加培训人数也随之减少 一直以来 高性能计算培训成效不错 有力地促进了超级计算 技术的应用和推广 图9. 中国科学院超级计算发展指数 CAS SCDI 走势 中国科学院超级计算发展指数2006-年度走势如图9所示 分析表明 1 年度 CAS SCDI为330.07点 较2013年度降低了8.41% 2006-年间平均增长率超过26% 这表明 中 国科学院超级计算过去六年间保持着强劲的发展态势 中国科学院超级计算环境的建成为中国科学院超级计算的发展注入了强 大的动力 加强超级计算软环境建设仍然是中国科学院院超级计算今后发展需要着重解决的一个问题 2 超级计算应用的发展会在一定程度上滞后于计算能力的提升 但计算能力升级的间隔周期过长 致使用户作业规模长期 保持在一定的水平 甚至出现一定幅度的下降 这不利于超级计算应用的良性发展 也是阻碍超级计算发展的一个因素 3 加强超级计算人才培养是超级计算生态环境建设中的关键环节 能够直接推动用户直接科研产出和收入等层面的发展 能够为中国科学院超级计算良性发展提供持续推动力
中国科学院超级计算 发展指数 分中心发展指数 1 2011-年8个分中心的超级计算发展指数趋势如图10所示 数据表明 年度昆明分中心 沈阳分中心和合肥 分中心名列前三 整体来看 分中心发展是稳健向上发展的 同时由于分中心设备也已超过四年 设备需要升级换代以保障持 续长久的发展 图10. 分中心超级计算发展指数走势 2011-年 2 分中心指数对总指数的贡献率如图11所示 数据表明 分中心对我院超级计算发展指数起到了重要作用 尤其年度 贡献超过41% 图11. 分中心指数对总指数的贡献率 2011-年
3 8家分中心的分指数发展走势如图12所示 很明显 年度8个分中心的收入分指数都有大幅提升 主要原因是对收 入分指标征集范畴进行了规范和明确 图12. 中国科学院超级计算发展分指数走势
中国科学院超级计算 发展指数 5. 建议 1 有规划 有节奏地持续增强超级计算能力 动态扩展用户应用的计算规模 有效满足用户群体对超级计算的动态需求 2 积极推动超级计算应用的深度和广度 注重培育超级计算重点示范应用 以点带面 不断提升了我院的超级计算应用水 平 更好地帮助科学发现和科技创新 3 进一步加强超级计算服务支撑团队建设和培养 细分服务支撑内容 设置对用户服务支撑和技术支持的优先级 进一步 提高对用户科研项目的计算服务支撑能力 为我院实施创新驱动发展战略贡献力量 4 复合型 多元化的超级计算应用人才培养是超级计算生态环境建设中的关键环节 建议进一步加强交叉学科研究生培 养 为中国科学院超级计算良性发展提供持续动力 5 为适应超级计算技术的快速发展 中国科学院应结合云计算 大数据及互联网+发展潮流和趋势 组织力量开展高性能计 算技术前瞻性研究 加强技术创新与储备 建立超级计算增值服务体系 6. 致谢 感谢中国科学院各级领导 尤其中国科学院条件保障与财务局信息化工作处对中国科学院超级计算发展指数编制工作的精心指 导和大力支持 数据是指数编制的基础 衷心感谢中国科学院超级计算环境的超级计算用户们 各中心管理员耗费宝贵的科研时间积极提供相 关数据 您们的积极参与 是保持该指数生命力的关键 感谢关心中国科学院超级计算发展的社会各界同仁 中国科学院超级计算发展已经取得的成就 与您们一如既往的支持是分不 开的 7. 反馈 若您对中国科学院超级计算发展指数编制工作有任何疑问 意见或者建议 请及时联系我们 可以反馈至邮箱 survey@sccas.cn或电话010-58812199