HPC案例分享：借力至强5500探索未知世界

　　本篇案例则要与大家分享作为教育机构、国内知名高校的南京大学构建HPC系统前前后后的故事，以及它选用英特尔至强5500的原因。

　　视探索未知世界为已任

　　谈起南京大学，大家可能会立即想起它是一所教育部直属的重点综合性大学，也是首批进入国家“211工程”和“985工程”的高等院校之一。但很多人不了解的是，多年以来该校理科学科的教学科研水平一直在国内高校中名列前茅，它不但拥有三十多名两院院士，还曾在最能反映一个国家、一个机构基础研究水平的SCI收录论文学术榜上连续7年排名全国高校***，其被引用论文数也曾连续6年位居***。进入二十一世纪，南京大学更是一如既往地以学科建设为龙头、队伍建设为核心，推动学科结构优化升级，朝着到2012年即建校110周年时，建成世界知名高水平大学的目标前进。

　　为了达到这一目标，南京大学始终坚持自己的办学定位，即要成为探索未知世界、认识客观真理、为解决人类面临的重大课题而从事科学发现的场所和思想库。

　　未知世界到底什么样，哪些问题又是人类面临的重大问题?在南京大学地球科学与工程学院教授、江苏省高性能计算专业委员会主任周会群博士看来，从地球内部的构造、地震产生的原因，到新型材料的微观结构、新型药物的研发，这些都是需要人类率先解决的重大问题，只有搞清楚了它们，才能进一步探索未知世界。

　　解决上述这些问题，往往需要依赖于理论和实验。即通过理论科学来提出关于自然现象的假说，再归纳总结出物理模型和数学模型。而实验科学则用来验证现成的理论假说，提供新的实验事实，以修正理论。

　　计算是科学研究的新支柱

　　不过，随着计算机技术的不断进步，周会群教授感受到，高性能计算设备计算能力的不断提高，更是促进了科学研究的领域和手段不断向前发展。

　　“随着计算机技术的不断进步，现在，研究人员完全有条件利用计算机来进行实验室里面不可能复现的一些实验。比如地球科学领域的一些实验，我们则是‘上天有路，入地无门’，探测地球内部非常困。即便是打超深钻井，其深度还不及大陆地壳的三分之一，地球深部物质的性质无法用直接观察和测试来确定。地球内部不但是超高温、超高压的极端环境，而且具有复杂的物质成分、结构与性质，多数地球规模的、以及地球内部的现象无法用实验来复现。”周会群教授表示;“但是高性能计算机(HPC)的兴起，对地球科学的部分领域提供了一个革命性的契机。特别是近年来处理器性能的大幅度提升，使得我们有可能通过基于量子力学理论的计算模拟，从物质的微观性质做起，逐步了解地下这些物质在高温、高压状况下究竟会产生什么样的变化。以往，我们对于地球内部结构和成分的认识，很大一部分是通过对天然地震波进行分析并加以推断得到的。现在我们完全可以更多地依赖计算，通过在超级计算机(HPC)上的虚拟实验来了解地球内部的结构和成分。”