项目背景:
高校作为国内重点科研机构,在人工智能领域深耕多年,致力于推动深度学习、计算机视觉及自然语言处理等前沿技术的研究。随着科研项目复杂度的提升,原有算力平台已无法满足大规模数据处理与模型训练需求。为突破算力瓶颈,需构建一套高性能、高扩展性的AI算力平台,以支撑复杂模型的训练与创新研究。
项目痛点:
1.算力不足:传统CPU服务器难以应对AI模型的高并发计算需求,导致训练周期过长
2.存储带宽瓶颈:数据读写速度不足,GPU显存与存储间的数据传输效率低下,导致GPU利用率不足50%
3.资源管理复杂:多节点集群缺乏统一调度,资源分配不合理,影响科研效率
4.扩展性受限:现有架构难以灵活扩容,无法适配不同规模的科研项目需求
联信云科解决方案:
1.高性能GPU服务器配置
服务器型号:Lenovo WA5480 G3
GPU配置:8张NVIDIA A800显卡(每卡80GB显存,支持400GB/s显存带宽)
内存配置:2TB 内存(双通道,单条64GB)
本地存储:12块SSD(读写速度达7GB/s)
分布式存储:部署Ceph分布式存储系统,支持PB级数据存储与高并发访问,IOPS达100万+
网络:部署100Gb RoCEv2高速网络,节点间通信延迟低于1μs,确保多GPU协同计算效率。
2.存储性能优化:存储带宽保障:通过PCIe 4.0 NVMe SSD实现超低延迟数据读写,解决GPU显存与存储间的带宽瓶颈
数据预加载机制:利用分布式存储系统预加载模型训练数据,避免GPU因等待数据而空闲,RAID冗余配置:采用RAID 10模式,兼顾数据安全性与读写性能。
3.Kubernetes容器化管理:通过K8s实现GPU资源动态分配与负载均衡,提升资源利用率,
4:Slurm作业调度:支持多科研团队并行提交任务,自动优化任务优先级与资源分配。
5.扩展性设计支持横向扩展至10台WA5480G3节点,总显存达640GB,理论算力达128 TFLOPS,分布式存储可扩展至10PB,满足未来5年AI数据增长需求。
方案效果:
1.算力跃升:单节点模型训练速度提升3倍,支持百层神经网络实时迭代;多节点协同训练效率提升80%,显著缩短科研周期。
2.存储性能突破:数据读写延迟降低至5ms以内,GPU利用率从50%提升至90%;分布式存储支持万级并发访问,保障大规模数据集的高效处理。
3.科研效率提升:科研团队可在同一平台完成数据预处理、模型训练与推理全流程;容器化管理减少环境配置时间,任务提交成功率提升至99%。
4.成本优化:通过资源动态调度,硬件资源利用率提升60%,年度运维成本降低30%。