算力之美:南京大学从“王者”到“巅峰”

我们如何为南大建起一座算力之巅？

今天想继续和大家聊关于“算力之美”的故事，一个关于我和团队如何用技术、诚意和远见，在2015年赢得南京大学超算中心二期项目，并最终助力这所顶尖学府攀登科研高峰的故事。

缘起：当“超算之王”也力不从心

在聊我们的故事之前，得先说说南京大学与中国高校超算的深厚渊源。南大，可以说是中国高教HPC（高性能计算）领域的拓荒牛和领跑者。早在上世纪80年代，南大天文系就为了科研需求，建起了国内高校最早的一批HPC系统。此后的2001年、2007年，南大在超算建设上从未止步。

一个真正的高光时刻在2009年。那时，我还在IBM高性能计算团队，有幸负责设计了南大当时扩建的HPC系统架构。那套以x86和刀片服务器为核心的“一期”系统，以34万亿次/秒的峰值性能、高达92%的Linpack测试效率，一举拿下当年全国高性能计算TOP100第七名，更是稳坐全国高校系统的头把交椅，堪称当时的“高校超算之王”，在学术界风光无两。

然而，科研的洪流对算力的渴求永无止境。这套强大的系统运行仅仅一年后，就进入了满负荷状态，计算作业开始大排长龙。到了2015年，排队现象愈演愈烈，许多老师和学生不得不四处寻找外部的计算资源，严重制约了科研进度。面对全校师生日益增长的公共计算需求，南京大学在2015年11月做出一个重要决定：投入5000万元，启动高性能计算中心二期项目，必须为学校的未来发展打造一座更强大的“算力引擎”。

学校的目标很明确：这个平台必须稳定、先进、高性能，还要易于扩展和管理。这不仅仅是一次设备采购，更是为南大未来十年的科研蓝图打下基石。

而此时的我与核心团队，已经随着联想对IBM x86服务器业务的收购，加入了联想。曾经的“对手”变成了肩负新使命的“自己人”。一个历史的机遇，将我们和南大再次联结在一起。

亮剑：用超越对手的方案赢得信任

当得知南大二期项目招标的消息，我们既感到压力，也充满兴奋。压力在于，这是国内高校标杆性的项目（在当时，建成即是第一），竞争必然空前激烈；兴奋在于，我们太了解南大了，我们曾是一期系统的建造者，如今我们更有信心，用我们更强大的技术实力和服务理念，为南大打造一个面向未来的新系统。

我和当时的HPC团队（当时的核心技术架构师包括陈齐旺、张锋等伙伴，柯大侠是团队BD）立刻全力投入。那一周多的时间，几乎每天工作都要到深夜，我们与南大进行了多轮深入沟通，反复打磨、迭代设计方案。我们深知，要赢下这个项目，不能靠吃老本，必须拿出真正领先、能解决实际痛点、并看得见未来的方案。

我至今清晰地记得那天现场述标的场景。我代表联想二十多人的项目团队，面对南京大学邀请的众多业内资深专家和教授，详细阐述我们的架构设计。我们认真倾听专家的每一个问题，坦诚回答每一项质疑。那一刻，我们呈现的不仅仅是一堆硬件参数，更是一个完整的、以用户科研需求为中心的算力生态系统。

最终，联想在激烈的竞争中脱颖而出，赢得了南京大学的信任，成为了二期项目的建设伙伴（Tony 和团队小伙伴还记得那天晚上，在金陵城那家最高的酒店餐厅，大家光着膀子喝MAOTAI酒庆祝吗？）。这份信任，既源于一期系统合作打下的良好基础（稳定可靠的印象深入人心），更源于我们在招标过程中展现出的专业、细致和始终站在用户角度思考的诚意。

锻造：打造一个“神级”的算力平台

中标只是开始，兑现承诺、交付卓越才是真正的挑战。2015年，我们为南京大学部署的超算二期系统，即使放在今天来看，其技术前瞻性依然令人惊叹。

首先是惊人的计算能力。 我们部署了910个CPU计算节点，总计21840个CPU核心，理论计算峰值达到了惊人的870万亿次/秒。更难得的是，在近千个节点的大规模集群上，其Linpack测试效率高达79.62%。要知道，在当时，该型号CPU单机跑出75%的效率已属优秀，而我们在大规模集群上实现了接近80%的高效，这背后是极深的系统调优功底。

其次是开创性的存储系统。 这是当时整个方案的一大亮点，甚至可以说领先了时代。我们为南大量身打造了全SSD的分布式并行存储系统，并采用了稳定高性能的GPFS并行文件系统。在2015年，SSD在消费级市场都尚未普及，而我们已将其用于PB级海量的科研数据存储。测试数据显示，其最大随机写带宽达80.21GB/秒，最大随机读带宽达118.35GB/秒。这个数据，即便放在十年后的今天，也依然属于高端存储配置。可以说，我们为南大预埋了一条未来十年的“数据高速公路”。

最后是经得起检验的实际应用性能。 2016年初，南大对各类主流科研应用进行了全面测试，包括VASP、Amber、Gaussian、Gromacs、OpenMX、WRF等，从中小规模到中大规模并行，测试结果全部达到甚至超出预期。这意味着，这套系统不是“跑分神器”，而是真正能加速各学科科研进程的“生产力工具”。

南京大学高性能计算中心副主任周庆林教授在后来总结时提到，选择联想主要基于三点：一是对一期IBM系统（即联想继承的技术血脉）稳定性的认可；二是联想团队在需求沟通上的极致细致；三是联想在大型集群实施和后续服务上的雄厚实力。尤其值得一提的是，项目上线后，我们安排了驻校工程师，长期保障系统的日常运维，让老师们能心无旁骛地专注科研本身。

绽放：算力如何点亮南大的科学星空

这座算力巅峰的建成，为南京大学的科研插上了腾飞的翅膀。过去十年间，南大超算中心完成了超过1000万个作业，提供总机时超过2亿小时，安全运行超过10万小时，服务了超过550个研究团队，直接助力发表了超过300篇高水平学术论文。

它的价值，具体体现在一个个突破性的科学研究中：

对于大气科学学院，其硬件配置当时已超过了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）等机构的知名系统。雷荔傈教授团队曾进行超高精度的台风大涡模拟，使用了3024个核心，单次输出文件就高达69.68GB，总数据量约350TB。没有强大的算力，这种尺度的研究根本无法想象。

对于物理、化学、材料等学科，算力极大地加速了研究进程。董锦明教授举例说，像纳米材料、新材料设计这类研究，过去从理论到验证可能需要10-20年，现在借助超算，可能缩短到3-5年。算力，成了催生原创性发现的“加速器”。

其影响力早已超出校园。当地医院、天文台等单位都对超算有着强烈需求，南大也正计划将自身的算力进行公益性的对外输出，服务地方经济社会发展和国家重大需求，如气候变化、能源探索、精准医疗等。

这就是算力之美：它无声无息，却支撑着最前沿的思想碰撞；它冷静理性，却助推着最激动人心的科学发现。从模拟宇宙的诞生到解析生命的密码，从预测天气的变幻到设计新材料的分子，南大超算中心已经成为支撑多学科交叉创新、服务国家战略的核心基础设施。

而面向未来，我们早已布局智能计算。我们开发的LiCO智能超算平台，正致力于融合HPC与AI，让算力不仅能处理传统的科学计算，更能赋能大模型从“王者”到“巅峰”，我们如何为南大建起一座算力之巅？（以后有机会，我再和大家聊聊2024年， 我们再次赢得南京大学智能计算水冷集群项目的故事）。