--- title: 教育科研-高性能解决方案-鲲鹏社区 description: 华为鲲鹏HPC解决方案通过高性能、高能效比、自主可控等优势助力教育科研领域使用高性能计算集群探索前沿方向。通过数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决传统实验科学中成本高昂的实验与无法模拟的实验环境，帮助前沿理论科学进行快速迭代与验证。 keywords: 高性能解决方案,鲲鹏社区,教育科研行业概述,行业需求与挑战,核心优势,相关产品,行业应用场景,应用优化案例 url: https://www.hikunpeng.com/solutions/hpc/education-scientific_research section: (其他) --- # 教育科研-高性能解决方案-鲲鹏社区 URL: https://www.hikunpeng.com/solutions/hpc/education-scientific_research 描述: 华为鲲鹏HPC解决方案通过高性能、高能效比、自主可控等优势助力教育科研领域使用高性能计算集群探索前沿方向。通过数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决传统实验科学中成本高昂的实验与无法模拟的实验环境，帮助前沿理论科学进行快速迭代与验证。 关键词: 高性能解决方案,鲲鹏社区,教育科研行业概述,行业需求与挑战,核心优势,相关产品,行业应用场景,应用优化案例 教育科研行业解决方案 教育科研行业解决方案 赋能多学科研究创新，加速成果落地与转化 ## 教育科研行业概述 教育科研领域依托高性能计算集群加速高能物理、天文探索、地球物理、量子化学、分子动力学等前沿研究，通过数学建模与计算机仿真突破传统实验的成本与环境限制，实现理论科学的快速迭代验证。当前，AI技术深度赋能科研范式变革——驱动模型优化与设计、数据智能分析，实现高效处理复杂模拟与海量数据计算。鲲鹏高性能计算解决方案以高性能、易用为基石，融合多样性算力，全面支撑教育科研科学计算发展与AI for Science创新实践。 ## 行业需求与挑战 科研算力性能要求高 科研算力性能要求高 科研场景涉及大规模、高复杂度的计算密集型任务，对双精度浮点性能与并行计算效率等关键指标有较高要求，以缩短科研周期 技术复杂度高 技术复杂度高 科研人员通常聚焦于特定学科领域的问题求解，而高性能计算应用涉及复杂的代码开发、兼容性处理及调试调优等工作，这额外增加了科研人员的负担 多样性算力融合 多样性算力融合 AI for Science、大模型推理等科研应用创新要求算力同时高效支撑高性能计算与人工智能负载 ## 核心优势 高性能 在物理、材料科学、工学等领域鲲鹏平台性能与传统算力平台相当 高易用 基础软件支持一键集成部署，兼容业界接口，提供典型应用容器镜像 超智一体 CPU集成矩阵运算单元，提供统一并行加速库KUPL，可支持科学计算、AI for Science、大模型推理等场景 ## 相关产品 基础硬件 基础软件 基础硬件 基础软件 ... 基础硬件 查看详情 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/compute/server-motherboard?data=S920X00) 2U2P 均衡型 2* 鲲鹏920处理器 1U2P 高密型 2* 鲲鹏920处理器 基础软件 提供易用好用的基础软件，涵盖操作系统、高性能计算套件和管理软件等 查看详情 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/developer/hpc) 高性能计算套件 集成基于鲲鹏平台深度优化的通信库、数学库、编译器等软件 多瑙套件 包括多瑙Portal和多瑙调度器，支持多样性算力高效调度、统一管理 ## 行业应用场景 分子动力学 分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠计算机来模拟分子、原子体系的运动，是一种多体模拟方法。通过对分子、原子在一定时间内运动状态的模拟，从而以动态观点考察系统随时间演化的行为，有助于寻找全新的药物化合物并测试已知药物组合，以便更好地治疗癌症和其他疾病，开发新高分子材料用于纺织、工业领域。鲲鹏平台目前已经适配了Gromacs、Lammps、Amber、NAMD等软件，性能更优。 量子化学 量子化学是应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的一门基础科学。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。通过结合高性能计算平台使用从头算方法、半经验计算方法等进行分子能量和结构、过渡态能量和结构、化学键及反应能量的计算与研究。鲲鹏平台目前已经适配了Gaussian、CP2K等应用。 物理 研究物质最基本组成和相互作用规律的前沿科学，它利用大型实验装置（如对撞机、探测器）在极高能量下产生粒子碰撞，通过分析碰撞产物来探索新粒子、宇宙起源等基本问题。其研究依赖高性能计算处理海量实验数据，典型流程包括事例重建、物理模拟和物理分析。鲲鹏已适配CosmoMC、Geant4、phonopy、RHMC等相关科研软件。 ## 应用优化案例 Lammps Deepflame Lammps Deepflame ... Lammps 研究分子的运行一般有Molecular Dynamics（简称MD）、Monte Carlo（简称MC）两种方式；MC方法即蒙特卡罗方法，通过统计规律，人为构造一个合适的概率模型，用于模拟粒子的运动。MD即分子动力学，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质；MD方法开源的软件主要有Lammps、Gromacs等。 Lammps是由美国桑迪亚国家实验室（Sandia）开发的一套分子动力学模拟的开源程序包。 Lammps可以支持包括气态，液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系，并提供支持多种势函数 使用软件 应用软件：Lammps 基础软件：openEuler、HPCkit（毕昇编译器、Hyper MPI、KML等） 测试算例：in.lj 关键技术 相同计算节点数，Lammps应用在鲲鹏平台性能对比国际主流x86提升40%+，主要优化措施如下： · 采用自研3D FFT分解算法，1D FFT算子基于鲲鹏架构优化，提高FFT计算效率和扩展性 · 优化AlltoAll通信算法，并将部分标量代码转换为更高效向量代码，实现更大规模并行 Deepflame DeepFlame是耦合深度学习框架的燃烧计算流体力学软件，通过整合计算流体动力学、化学反应动力学和深度学习技术，解决多物理场、多尺度反应流模拟中的计算瓶颈问题，实现超大规模高精度发动机超临界燃烧流体模拟，推动AI for Science在科研与工业场景中的落地应用 使用软件 应用软件：Deepflame 基础软件：openEuler、HPCkit（KUPL、毕昇编译器、Hyper MPI、KML等） 测试算例：420万网格算例 关键技术 Deepflame推理部分鲲鹏性能比主流GPU加速9.1倍。主要优化措施如下： · 优化算法，减少访存与计算量，包括FP16混合精度加速推理、Tabulation、算子融合 · 使用KML KBLAS+矩阵运算指令加速矩阵稠密计算 · 动态调优进程和线程规模与BatchSize参数 ## 核心应用 高性能计算行业主流开源软件调优指导请参考《调优指南》 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/document/detail/zh/kunpenghpcs/hpcindapp/tngg/kunpenghpcsolution_05_0002.html)，更多应用请前往《软件兼容性查询工具》 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/ecosystem/compatibility#HPC) | 软件名 | 版本号 | 操作系统 | 源码包 | 移植指南 | | --- | --- | --- | --- | ---| | udunits | 2.2.28 | CentOS 7.6 | udunits-2.2.28.tar.gz | udunits 2.2.28 移植指南 | | QUANTUM ESPRESSO | 6.4.1 | CentOS 7.6 | q-e-qe-6.4.1.tar.gz | QUANTUM ESPRESSO 6.4.1 移植指南 | | Lammps | 5 June 2019 | CentOS 7.6 | lammps-5Jun19.tar.gz | Lammps 5 June 2019 移植指南 | | VASP | 5.4.4 | CentOS 7.6 | vasp.5.4.4.tar.gz | VASP 5.4.4 移植指南 | | NAMD | 2.13 | CentOS 7.6 | NAMD_2.13_Source.tar.gz | NAMD 2.13 移植指南 | | Gromacs | 2019.3 | CentOS 7.6 | gromacs-2019.3.tar.gz | Gromacs 2019.3 移植指南 | | ABINIT | 8.10.3 | CentOS 7.6 | abinit-8.10.3.tar.gz | ABINIT 8.10.3 移植指南 | | AmberTools | 19 | CentOS 7.6 | AmberTools19.tar.bz2 | AmberTools 19 移植指南 | | NWChem | 6.8.1 | CentOS 7.6 | NWChem-6.8.1-release.tar.gz | NWChem 6.8.1 移植指南 | | ROOT | 6.2 | CentOS 7.6 | root_v6.20.00.source.tar.gz | ROOT 6.20 移植指南 | 共 24 条 10条/页 20条/页 30条/页 40条/页 1 2 3 前往