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50万以内,如何搭建一个高性能计算集群
材料人测试客服小陈     26天前 微信扫码分享  
本方案旨在构建一个服务于高校课题组的小型高性能计算模拟集群,总核数在800-1000核,存储空间约60T。总预算严格控制在 50 万元人民币以内。


1. 预算分解与核心设备选型

一个计算集群的核心设备主要是三部分:计算节点+管理/存储节点+网络方案。以下预算基于材料人经常供给高校配置估算(价格仅供参考,需以实际采购为准)。


1.1计算节点 (预算:约40万元)

部署 8-9台 标准CPU计算节点,单台预算约4-5万元。

推荐配置示例:

CPU: 2* Intel Xeon Platinum 8581C (60核) 或 8576C (56核) 或 性价比更高的 8438C (48核) / 8481 (56核)

主板: 技嘉 MS73-HB1 (LGA4677 双路)

内存: 16*16 4800 RECC DDR5

系统盘: 1TB 三星SSD

电源长城 1000W 模组电源

胖节点策略 (可选调整):

若应用需要大内存节点,可将其中 1-2台 升级为“胖节点”。

升级方式:将内存替换为 64GB 或 128GB/条,显著提升单节点内存容量 (如 2TB+)。

成本影响: 每台胖节点预算约相当于 1.5-2台 标准节点 (即 ~7.5-10万元/台)。需根据具体应用需求权衡。


1.2管理节点与存储节点 (预算:约3-4万元)

CPU: 2* Intel Xeon Silver 4310或 Gold 6330 (更高性能)

内存: 128GB DDR4 ECC

存储架构:

高速层 (元数据/热点数据): 2* 1.92TB NVMe SSD

容量层 (主存储): 6-8* 16TB 企业级机械硬盘

网卡: 双口 10GbE (用于管理、存储网络) + 带外管理口


1.3 网络设施 (预算:~5万元)

核心计算网络: 采用 10Gb Ethernet (10GbE)。

核心交换机: 24端口 10GbE 交换机~1.5万元

计算节点网卡: 10GbE 网卡/节点 (~0.2万元/块) *8块共 ~1.6万元

线缆 DAC/SFP+ 线缆 (~0.05万元/条) *9条(8节点+存储管理)共~0.45万元

IPMI网络交换机: 24端口 1GbE 交换机 ~0.2万元


2方案讨论

2.1网络方案对比

指标

InfiniBand

100GbE RoCE

10GbE

理论带宽

200 Gbps

100 Gbps

10 Gbps

实测有效带宽

189-195 Gbps

90-96 Gbps

9.3-9.5 Gbps

MPI延迟

0.8-1.5 μs

5-12 μs

35-60 μs

CPU占用率

<3% (RDMA)

8-15% (RoCEv2)

25-40% (TCP/IP)

部署复杂度

成本 (示例)

交换机: ~18万

交换机: ~9.5万

交换机: ~1.5万


网卡: ~0.9万/块

网卡: ~0.65万/块

网卡: ~0.2万/块

在50万严格预算下,10GbE是唯一现实可行的核心计算网络方案。它提供基本的数据传输能力,部署简单,成本可控。需明确认知其带宽和延迟远低于IB/RoCE,可能成为计算密集型并行任务的瓶颈。

2.2 IB二手设备

考虑二手IB交换机(100Gb/s级别)和网卡,可能将网络预算压缩至5万左右,显著提升网络性能。但需评估设备状态、保修、兼容性及供应商可靠性风险。


更准确的预算和详细方案请咨询材料人客服微信:cailiaoren010。


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