高性能計(jì)算SC大會

高性能

計(jì)算SC12MAINCONTENTS走進(jìn)SC121

了解HPC2

HPC實(shí)現(xiàn)3

HPC應(yīng)用4

一、走進(jìn)SC12SC12簡介SC即SupercomptingConference，中文意思為超級計(jì)算大會，是全球超級計(jì)算產(chǎn)業(yè)的頂級盛會。自1988年在新奧爾良舉辦第一屆大會以來，該會議迄今有24年歷史，聚集了來自世界各地的科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、廠商等，是全球各頂尖IT廠商展示新產(chǎn)品、新技術(shù)的競技場，同時(shí)也是了解國際高性能計(jì)算最新動態(tài)的窗口，更是尋求合作資源與機(jī)會的最佳平臺。SC12是第二十四屆SC大會，在鹽湖城舉辦，本次大會不僅展示了最新的高性能計(jì)算技術(shù)，還對會議本身做了很好的改進(jìn)，這次會議的產(chǎn)品技術(shù)并不是提前規(guī)定好的，而是通過投票的方式選出了投票者最感興趣的產(chǎn)品技術(shù)，試圖在大會中展示出參觀者最感興趣的技術(shù)。作為HPC界的“奧斯卡”。每年這個(gè)時(shí)候，SC年會將成為一次高性能計(jì)算機(jī)研究者、設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者和使用者的盛大聚會。在SC大會上不僅設(shè)有展會區(qū)，用來各大IT公司以及研究機(jī)構(gòu)來展示在HPC領(lǐng)域所取得的最新成果，還組織了許多相關(guān)的報(bào)告，討論會。SC12簡介2012年11月12號，我們一行人在金海院長的帶領(lǐng)下在會展上參觀。在會展上我們真真切切感受到了計(jì)算機(jī)世界的神奇，有幸接觸了很多現(xiàn)在最新的科研產(chǎn)品，聽著相關(guān)人員的介紹，我們不得不訝于現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，雖然對很多專業(yè)知識不是很理解，但正是由于不理解才第一次讓我們產(chǎn)生了如此強(qiáng)烈的求知欲。我想這便是我們這次美國之行最大的收獲吧。在現(xiàn)場，我們看到各大品牌的身影，但給人留下深刻印象的還是英特爾、NVIDIA和Mellanox三家廠商。一家是處理器、一家是GPU、一家是網(wǎng)絡(luò)，這占據(jù)了HPC硬件中最關(guān)鍵的內(nèi)容。

SC12簡介對于此次大會最受矚目的技術(shù)當(dāng)屬Intel公司發(fā)布的xeonPhi系列的產(chǎn)品，因此在參觀過程中，我們特別關(guān)注英特爾的展臺SC12簡介在現(xiàn)場看到至強(qiáng)融核宣傳，從現(xiàn)在開始，異構(gòu)處理器的市場又多了一位新成員，如圖1.2所示：SC12簡介

對于執(zhí)行如此大計(jì)算量的CPU來說，散熱技術(shù)十分關(guān)鍵，專為至強(qiáng)融核系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的液冷散熱器

SC12簡介而作為本次展會上亮相最多的廠商之一，NVIDIA一直引領(lǐng)著異構(gòu)計(jì)算普及的浪潮。正是由于它的存在，或者說由于CUDA的存在，這種完善的解決方案幫助HPC行業(yè)在幾年之內(nèi)達(dá)到了迅速的發(fā)展，同時(shí)也推動了人才培養(yǎng)的建設(shè)。

SC12簡介如今，在TOP500或者TOP100的排行中，有大量設(shè)備都采用了異構(gòu)計(jì)算。而在排名靠前的超級計(jì)算機(jī)中，異構(gòu)計(jì)算甚至成為了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。剛剛發(fā)布的TOP500榜單顯示，目前世界排名第一的泰坦超算就采用了最新的開普勒架構(gòu)K20Tesla協(xié)處理器，可以達(dá)到17.6P的計(jì)算性能；而中國排名第一的天河一號A同樣采用了NVIDIA協(xié)處理器解決方案。SC12簡介和NVIDIA在展會上隨處可見一樣，Mellanox也是經(jīng)常出現(xiàn)的LOGO。這是在Infiniband市場占據(jù)絕對領(lǐng)導(dǎo)地位的廠商據(jù)統(tǒng)計(jì)，在TOP500中有超過半數(shù)的設(shè)備使用了Infiniband網(wǎng)絡(luò)，其所實(shí)現(xiàn)的高性能和高可靠性遠(yuǎn)非以太網(wǎng)可比。在本次展會上，Mellanox又發(fā)布了多款最新的產(chǎn)品，比如達(dá)到100G實(shí)測帶寬的高性能網(wǎng)卡（上一代只有56G），12口Infiniband全新交換機(jī)、具備更好兼容和應(yīng)用能力的一體機(jī)解決方案、第一款可以實(shí)現(xiàn)10公里遠(yuǎn)程操作的設(shè)備等等。這一切都說明了Mellanox在Infiniband市場的領(lǐng)導(dǎo)者地位，而隨著以太網(wǎng)向萬兆的轉(zhuǎn)變，Infiniband和以太網(wǎng)之間的價(jià)格差距在縮小，但性能方面卻更具備優(yōu)勢，因此也成為了眾多超算應(yīng)用中的必選配置。

SC12簡介而Mellanox最新發(fā)布的一體機(jī)解決方案，實(shí)現(xiàn)了管理軟件從服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遷移

一、了解HPC了解HPC高性能計(jì)算（HighPerformanceComputing）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，主要是指從體系結(jié)構(gòu)、并行算法軟件開發(fā)等方面研究開發(fā)高性能計(jì)算機(jī)的技術(shù)。高性能計(jì)算機(jī)(HighPerformanceComputer)特指當(dāng)今具有超強(qiáng)計(jì)算能力的一類計(jì)算機(jī)。而利用這類計(jì)算機(jī)解算當(dāng)今超大、超高、超復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，被成為高性能計(jì)算。了解了什么是高性能計(jì)算，我們還需要區(qū)分三個(gè)概念的區(qū)別：高性能計(jì)算，高性能計(jì)算機(jī)和高性能計(jì)算系統(tǒng)。高性能計(jì)算通俗來講是研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題分成許多小的部分，分配給多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果的問題，而高性能計(jì)算機(jī)是由多個(gè)可同時(shí)工作的處理器構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在一個(gè)高性能計(jì)算系統(tǒng)中，不同處理器同時(shí)運(yùn)行同一程序的多個(gè)任務(wù)或進(jìn)程，或者同時(shí)運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立程序，以提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度、吞吐量或有效地利用系統(tǒng)的資源。綜上，高性能計(jì)算是目標(biāo)，高性能計(jì)算機(jī)是方法，高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是架構(gòu)。

1.什么是高性能計(jì)算了解HPC1946年世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC問世以來,已經(jīng)過65年的發(fā)展歷程。計(jì)算機(jī)的發(fā)明源于解決計(jì)算問題,如ENIAC即用于計(jì)算火炮彈道,因此命名為“計(jì)算機(jī)(computer)”。但65年的發(fā)展,計(jì)算機(jī)直接用于“計(jì)算”的越來越少,絕大多數(shù)的計(jì)算機(jī)用于控制、管理、通信、文字處理、信息處理、圖像處理、視頻處理等等(雖然完成這些非“計(jì)算”功能,仍然依靠計(jì)算機(jī)核心的計(jì)算功能)。盡管如此。但“計(jì)算”始終是計(jì)算機(jī)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。每一發(fā)展階段,最大、最強(qiáng)的計(jì)算機(jī),在技術(shù)上、應(yīng)用上都是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的開拓者,并都被用于解算最大、最難的計(jì)算問題,推動了科學(xué)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展,可以追溯到20世紀(jì)60~70年代,那時(shí)這類計(jì)算機(jī)稱為“大型機(jī)(mainframe)”,代表性的王牌機(jī)器如:IBM360,IBM370,CDC6600,CDC7600等。它們的計(jì)算速度達(dá)每秒百萬至千萬次。這類機(jī)器至今仍占有一定的地位,基于IBM360發(fā)展至今的IBM的Z系列機(jī),是當(dāng)今金融保險(xiǎn)業(yè)的主力機(jī)器。中國自主研制的大型機(jī),有北大150、國防科大151、電子部的DJS機(jī)等。20世紀(jì)70~80年代,一種新的超大型機(jī)出現(xiàn)了,被稱為“超級計(jì)算機(jī)(supercomputer)”,中國當(dāng)時(shí)譯稱“巨型機(jī)”。它們的計(jì)算速度達(dá)每秒1億次以上。著名的機(jī)器有:美國NASA的ILLIAC-IV機(jī)、美國CDC公司的STARl00機(jī)、美國TI公司的ASC機(jī)。這些機(jī)器都沒有批生產(chǎn),沒有形成產(chǎn)業(yè)。1978年美國CRAY公司推出CRAY.1向量超級計(jì)算機(jī),獲得巨大成功,開始批生產(chǎn),廣泛應(yīng)用,形成產(chǎn)業(yè)。中國1983年研制成功的銀河億次巨型機(jī)YH.1,是向量機(jī),每秒運(yùn)算1億次,是中國第一臺超級計(jì)算機(jī)。1992年研制成功的YH-2是對稱多向量處理器的每秒運(yùn)算10億次并行超級計(jì)算機(jī)。它們的硬件系統(tǒng)(包括cPU)和系統(tǒng)軟件(包括OS)都是自主設(shè)計(jì)研制的。

2.高性能計(jì)算發(fā)展史自20世紀(jì)90年代徑開始,一種黎新型艱的大旗規(guī)模戰(zhàn)并行緩的塊超級爭計(jì)算肅機(jī)出剪現(xiàn)了,被稱蟻為“騙高性黎能計(jì)娘算機(jī)HP宮C”。計(jì)算毫機(jī)的敗核心智計(jì)算翁部件甚是CP擋U(中央灰處理?xiàng)壠?,它是們最復(fù)峽雜最冠龐大黨最難落做的頁計(jì)算濃機(jī)部濱件。帥過去爆研制怠計(jì)算鳳機(jī),都要虜自己墻設(shè)計(jì)盲制作CP插U,一個(gè)CP著U往往降要裝墊幾個(gè)哲大機(jī)池柜。20世紀(jì)90年代獵微電果子的養(yǎng)發(fā)展,已可痛在單在塊芯兩片上乘制作睡出一再個(gè)CP將U。In帖te勒l、AM吉D公司靜逐漸釀發(fā)展拌成為朵商用CP販U芯片束的壟瞎斷供球貨商,研制陳計(jì)算堡機(jī)要戴自己材設(shè)計(jì)概制作PU的時(shí)盯代過吊去了拴。新精一代董的超鈔級計(jì)夕算機(jī)HP示C即基撒于低商用怨的CP倉U芯片剝來做(一般破不再轉(zhuǎn)自己銜設(shè)計(jì)城研制CP群u)老,其驚陜?nèi)说哪娓咧缚驑?biāo)依請靠大扯量、翅巨量驚的CP留U大規(guī)蛛模并誤行計(jì)估算盆來獲叼得。CP夠U及計(jì)拿算機(jī)亡各種清主要種部件凱均由捐專業(yè)佛的IC公司睛設(shè)計(jì)筍制作猛供貨材。大拾規(guī)模cP懂U的機(jī)執(zhí)內(nèi)互梳連網(wǎng)妻絡(luò),也桑有專蘭業(yè)公騙司設(shè)蘋計(jì)制腸作供號貨,如著讀名的In壁fi薯ni見Ba機(jī)nd公司,又便釘宜又銷好,也不至需自扎己做衣了。伍系統(tǒng)插軟件,自Li宰nu煌x問恥世后,源代殃碼公璃開、干免費(fèi)披使用頃的開授源軟蓮件興閃起,也給跡圈外陪人慘進(jìn)入壁提供軌了機(jī)柄會和鼠通道自?！笆丈逃肅P舍u+商用軌互連性網(wǎng)絡(luò)+開源仆軟件弦”,使HP慚C的準(zhǔn)窯入門充檻變且得很這低,可以DI遞Y經(jīng)(自行隔撰機(jī)),成本遇也低,大大怖推進(jìn)姓了HP澡C的普測及和毯使竊用,推動禽了信維息化瘋的發(fā)胖展。恒今天,幾乎慰所有問的計(jì)糞算機(jī)工制撿造商蠻都提落供價(jià)衰廉物倦美的HP貪C機(jī)——剖Cl饅us亮te豪r機(jī)。但是某高端折高性惱能計(jì)冷算機(jī)(H縫ig乖h漁En母d-標(biāo)HP慕c)鑄,追求屠全已系統(tǒng)炭高效改方便店解算組一個(gè)幻玉超大匙科技展工程優(yōu)閱題,仍需蹈專門雖設(shè)竊計(jì)制鉆作,是制溉高點(diǎn)廁技術(shù),國際非競爭夜十分朵劇烈居。HP遍C機(jī)基玻于CP拐U芯片炕來做,從而芽得益約于微杯電子茄按Mo低or剝e定律城的規(guī)熔律發(fā)陡展,H說PC機(jī)大堤致每18個(gè)月仰性能岸可妥提高他一倍,每4~永5年左攪右性槽能提廚升10倍。20世紀(jì)90年代質(zhì)末HP碌C機(jī)每柳秒運(yùn)錘算萬網(wǎng)億次爆的量鵲級,2叭1年6月TO竄Pl繁0(腦TO宜P5扶00前10名)的HP炎C機(jī)已笛全部起達(dá)到罵每秒象運(yùn)些算1倡00曠0萬億仗次以棕上。中國你進(jìn)入HP拍C時(shí)代低后,先后既發(fā)展母了銀應(yīng)河、叨神威第、曙靠光鼻等系隨列機(jī)懶。了解HP仇C美國棕在計(jì)撓算機(jī)恐與信停息技請術(shù)領(lǐng)能域,一直濟(jì)處世慚界霸渣主地減位。棵高性骨能計(jì)在算機(jī)受與高框性能問計(jì)算話技術(shù)碗被認(rèn)毛為是遠(yuǎn)美國暮國家源的制樓高點(diǎn)獸技術(shù),歷屆務(wù)政府布都高非度重歪視,重點(diǎn)碌發(fā)展攔?？肃嵙诸D軍總統(tǒng)陸時(shí)代,大力民推進(jìn)HP界Cc腫(H偏ig存h寺Pe片rf違or鉛ma榨nc崖eC嫁om博pu伯ti某ng敗&C潔om閉mu診ni遭ca辭ti砍on桿s)計(jì)劃,大力羞研制億一代蟲代新劇機(jī)器刑。建陳設(shè)許痰多超摸級計(jì)脆算中摧心,利用沉高性貍能計(jì)勸算機(jī)固解決憐許多雀科技棄方面徒的“吐大挑勸戰(zhàn)問鏟題”,推動持眾多警科學(xué)徒和技燈術(shù)領(lǐng)臥域的捕大發(fā)禽展。HP帳CC計(jì)劃罩還把非因特脫網(wǎng)(I液nt宵er粥ne漿t)公開挺民用,推向欺全球,推動值了信華息化盆時(shí)代閥的到姨來。烏布什轟總統(tǒng)蒜時(shí)代,雖然那重點(diǎn)腐是反樂恐,但對盟高性右能計(jì)銀算的傘發(fā)展螞絲毫揮沒有稱放皆松。20醬05年總溪統(tǒng)IT顧問者委員翁會的深專題騰咨詢誤報(bào)告,再仍次提剪出“HP梳C是國吊家核畝心競寬爭力,要大倉力發(fā)套展”晨。奧恥巴馬示總擾統(tǒng)執(zhí)內(nèi)政以典來,經(jīng)濟(jì)峽問題菜、醫(yī)耽改問別題一拴直是碎當(dāng)務(wù)濱之急,但淚也沒苦有放省松HP奔C發(fā)展撕。20冠11年1月25日總顛統(tǒng)國淘情咨拘文輕報(bào)告背中,再次初提到率中國繳擁有松了世每界上壤最快萌的計(jì)骨算機(jī),美國刊決不公能松煎勁?？茖W(xué)譯技術(shù)獨(dú)發(fā)展逆歷來屆依靠滾“理怎論、笑試驗(yàn)匪”,而今治天“余計(jì)岸算”渣已是上第三企手段,而且氣是越寨來越按重要驢的手淋段。津許多醫(yī)科躍技領(lǐng)退域的判發(fā)展跳已離魂不開且“計(jì)叔算”,許多孤學(xué)科病已與崖計(jì)算趣相互賢復(fù)座合。HP認(rèn)C在國租家科各技、盲國防尊、產(chǎn)雁業(yè)、正金融執(zhí)、服惑務(wù)、關(guān)生活摟等岡方面冤都占廁有不辮可或胸缺的癢重要盛地位乞。譬翠如:核物姑理、渡核能能、核昏動力餓、核宵安全閉技術(shù);空氣愈動力逼學(xué)(航天址、航穩(wěn)空、柳航海意、高位速運(yùn)猴載器)l大氣吵、海期洋與才空間(天氣守與災(zāi)調(diào)害預(yù)唉報(bào),全球泡變暖);能源(油氣桶勘探墓與開榨采,新能榆源);生命門科學(xué)講、生澡物籍工程摧、新奔藥研諒制;新材恨料;高新胡制造(汽車蔬、微妄電子);信類息與號社會堤安全(密碼劫學(xué)、乎監(jiān)控);數(shù)據(jù)喇中心河與服趙務(wù)中夕心;等等袖。中國矛自19雹58年開印始自粱主研褲制計(jì)想算機(jī),并用耳于解見決中惕國國艘內(nèi)的精各種踏需求,成績卻卓著邪。19岔83年國熟防科簽技大孝學(xué)敵研制邊成功富中國疲第一邪臺HP煤c機(jī)——銀河固億次乳計(jì)算儉機(jī)YH師.蒙1,使中丹國成頂為繼罵美、趕日后惰國際悉上少盼數(shù)能烘自主徒研制HP范C研制棕成功崖中國顧第一根臺HP惹c機(jī)——銀河哲億次槽計(jì)算酸機(jī)YH汗.劍1,使中緣瑞國成籮為繼道美、拐日后引國際回上少縣數(shù)能影自主虜研制HP細(xì)C機(jī)的葉國家紋之一熱。20席10年8月國型防科段技大刃學(xué)為喊“國戶家超攏級狗計(jì)算踐天津莊中心輕”研使制成旺功的幟天河暫機(jī)TH一1A懂,其計(jì)骨算速湊度愛在當(dāng)腸年11月國頌際To竭p5蝕00排名偶中,列世興界第艙一,為國等家扯贏得君榮譽(yù),為中蘆國HP社C發(fā)展很與應(yīng)牧用作秤出了該新貢元獻(xiàn)。3.高性紹能計(jì)賺算的謙重要才地位了解HP彎C需求睛是源,依據(jù)臺市場德對HP似C機(jī)的糞應(yīng)用堵需求,H輛PC機(jī)可雅以分朵為兩食大類(1籃)服務(wù)摘型(容量放型)1)普及席計(jì)算獎型:一般乓的計(jì)輝算中儲心,面向杯各種導(dǎo)各樣皮用魔戶算騎題需扶求,同時(shí)甘為多覽個(gè)用矮戶算宏題服桶務(wù),系統(tǒng)袖要易利得,用芝得起,一般峰不特傍別追鮮求計(jì)千算高嚷效高汗速,也不毅強(qiáng)調(diào)閑一個(gè)愧用朱戶獨(dú)珍霸全歐系統(tǒng)其。2)數(shù)據(jù)始型:各種周數(shù)據(jù)涼中心互、服書務(wù)中薄心,面向培大量霸或巨機(jī)量外用戶惜的同豪時(shí)訪立問,要求泄響應(yīng)防快、嶼服務(wù)語好。毅譬如Go長og之le搜索喇服務(wù),全球棵有60歸0萬臺饒服務(wù)農(nóng)器構(gòu)帝成的HP調(diào)C系統(tǒng)縣來績支撐我服務(wù)柳。3）音年視頻道型：過視頻連制作劣，大偵片點(diǎn)暈播中體心，粒網(wǎng)游鋸支持備中心戶等。斤譬如,“阿凡盡達(dá)”3D影片廊制作,用了拌一臺府每秒貼運(yùn)算20詢5·萬億旨次的HP新C機(jī),是HP公司滑生產(chǎn)商的總俘共3.喇5萬核頃的Cl持us孕te釣r機(jī)。這類HP歪C機(jī),大量督需求,市場犧巨大喝。它后們要雷求便丈宜易膀得,用得琴起,其應(yīng)嶼用特掏性是弟同時(shí)鈴為眾摟多用廊戶服慌務(wù),高性樓能主央要表出現(xiàn)為扯巨大宵的用胸戶量,故可頌稱為普“容筑量型HP絕C機(jī)”道。是重一群黨小雞釋共同鈔吃一倚堆谷帥物的竹方式求。“豎商用CP填U+商用擾互連趣網(wǎng)絡(luò)+開源釣軟件斬”組蟻成的Cl盟us但te逢r機(jī)非底常合演適。4.高性暖能計(jì)洋算的仍分類了解HP瀉C(2蔬)計(jì)算側(cè)型(能力抹型)該型HP嗽C機(jī)主粒要應(yīng)測用于橫大規(guī)庸模的顧科技授工程該問題億計(jì)算都求解,系統(tǒng)刺可以渡同時(shí)迷支持篇多個(gè)渴用戶側(cè)算題,但特乳別強(qiáng)奏調(diào)潔全系面統(tǒng)同痰時(shí)為赤一個(gè)破用戶諸題高翼效便志捷求踩解服太務(wù)。課機(jī)器竟能災(zāi)力表數(shù)現(xiàn)為幣如同株一頭傭大象,可扛頂起千夏斤重戶擔(dān)。默這類泰機(jī)器袋被泡稱為殲“能勤力型HP誼C機(jī)”,是高價(jià)端HP龍C機(jī),要求碧其大帶規(guī)模屠處概理器估的訪悟存快宿捷、都并行償協(xié)同陵計(jì)算漆好、古相互糊通信確高效吧、機(jī)表器滔能耗嚴(yán)合理侮、系挖統(tǒng)可竿靠可雕維。咽無疑續(xù)這類屬機(jī)器簽需要號特殊巡壽設(shè)計(jì)德、制暈作。這類HP閣C機(jī),市場見需求反不大,但是爆是高散端需亂求,是技渾術(shù)制逐高點(diǎn)論。能冷做這串類機(jī)賞器的毅單位飼、公吸司全真球僅喇少數(shù)柔幾家貼。設(shè)計(jì)診制作老這類換機(jī)器藝的技羽術(shù)途短徑大蒸致有:1自己年設(shè)計(jì)誦定縱制專離用CP臭U;2商用CP憑U+自己今設(shè)計(jì)箱定制本的專午用高材效代加速云處理因器,構(gòu)成券異構(gòu)串型機(jī);3自己猶設(shè)計(jì)赴定制趙的高污速高攀效互灑連網(wǎng)劫絡(luò)。三、HP甲C實(shí)現(xiàn)謠技術(shù)HP內(nèi)C實(shí)現(xiàn)矩技術(shù)背景雖然械制造叫商從只材料都、設(shè)速計(jì)、溝工藝療等方絞面進(jìn)符行了央不懈因努力靠，但什高頻吳之下重的高貿(mào)功耗贊所引駛起的窗電池寸容量沸問題枝和散技熱問江題的廊負(fù)面棍效應(yīng)躍，以貿(mào)及這先些負(fù)外面效膊應(yīng)對晨整機(jī)想系統(tǒng)袖產(chǎn)生湯的電法磁兼察容性峽問題求，使遷得單方純地見提高驚單個(gè)考處理乓器的糖運(yùn)算掠能力鐵和處侍理能味力變扶得越欣來越醉難。研發(fā)蝦多個(gè)CP轉(zhuǎn)U的并請行處梁理技帶術(shù)，鞏才是表真正雹提高惠現(xiàn)代誦服務(wù)墓器處義理能雜力和偵運(yùn)算貼速度茂的有緒效途氏徑。淡并行亦處理驕技術(shù)腳主要處有SM瓶P技術(shù)弓、NU懲MA技術(shù)歡、集圍群技偷術(shù)和另網(wǎng)格艦技術(shù)壟等。HP耳C實(shí)現(xiàn)眼技術(shù)（1）SM迅P技術(shù)SM掉P技術(shù)鴉，對可稱多評處理(s理ym制me嗓tr習(xí)ic說al昂m嫂ul將ti膚pr愉oc淹es航si商ng，SM件P)技術(shù)次是相得對非指對稱盈多處呀理技難術(shù)而針言的蒼、應(yīng)偵用十虎分廣厘泛的束并行聯(lián)技術(shù)驅(qū)．在愁這種益架構(gòu)請中，援多個(gè)紋處理?xiàng)澠鬟\(yùn)誘行操糖作系色統(tǒng)的桐單一室復(fù)本飯，并承共享縣內(nèi)存減和一京臺計(jì)傍算機(jī)沙的其筋它資爆源．蜂所有猶的處穩(wěn)理器撥都可或以平蒙等地銷訪問犧內(nèi)存骨、I／O和外航部端比．系閥統(tǒng)資屈源被堂系統(tǒng)唇中所蒜有CP浴U共享狂，工黨作負(fù)內(nèi)載能生夠均柔勻地紗分配話到所惹有可匠用的裁處理執(zhí)器之扯上．膨目前而，大戒多數(shù)SM伯P系統(tǒng)癥的CP回U是通頑過共返享系炸統(tǒng)總格線來恒存取揉數(shù)據(jù)偽，實(shí)損現(xiàn)對檔稱多茫處理特的．身在SM懶P系統(tǒng)珠中增曾加更孫多處格理器倦的兩未個(gè)主己要問媽題是抵系統(tǒng)敘不得察不消儉耗資娘源來森支持鞭處理舊器搶劍占存錦，以叮及內(nèi)而存同嗎步。HP廈C實(shí)現(xiàn)小技術(shù)（2）NU暖MA技術(shù)NU故MA技術(shù)義在非褲一致逮訪問刊分布博共享坑存儲掃技術(shù)(n腳on脫u童ni圈fo漿rm臣m新em削or艱y藥ac歐ce芹ss，NU握MA籠)體系駱結(jié)構(gòu)憤中，莫每個(gè)紫處理校器與悼本地偽存儲梳器和飾高速株緩存餅相連后，多耐個(gè)處臣理器醒通過獎處理餐器、借存儲拋器互鉛聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)絡(luò)相螺連。禾處理疫器還躁通過緊處理競器、I／O網(wǎng)絡(luò)碧訪問表共享截的I／O和外嚼圍設(shè)學(xué)備．便至于秀處理符器之斤間的航通信敗則通杜過可鼓選的賓處理松器之毫間的葛通信聾網(wǎng)絡(luò)文來實(shí)善現(xiàn)。NU忘MA技術(shù)番在科補(bǔ)學(xué)與連工程款計(jì)算蝦領(lǐng)域巖具有繪不可蛙替代稈的地尺位，蔑在聯(lián)礙機(jī)事匪務(wù)處佩理(O敢LT瘡P)、決鐮策支箭持服影務(wù)(D煎SS丹)和In鵝tr搬an迎et以及In莊te橫rn撕et中的窗地位撤也越叼來越飄重要內(nèi)。目瓣前，NU著MA并行付機(jī)的澡處理散器數(shù)記目可漢達(dá)到51盟2個(gè)。役且?guī)蛯捒缮w隨處鋸理器蹲數(shù)目研基本壘上呈囑線性千擴(kuò)展貫。這剪樣大蘿的處樓理器為數(shù)，孝使單祖一系舒統(tǒng)映乖像的NU廈MA機(jī)足漲以覆曬蓋絕升大多縮慧數(shù)的考應(yīng)用方。首妨先，摘由于飄它具納有與SM環(huán)P相同叨的編角程模凡式，館因此返在科回學(xué)與仆工程搬計(jì)算尤領(lǐng)域喘具有詠不可以替代衛(wèi)的地挖位；過其次稅，由傷于它俱具有春共享玻內(nèi)存冤和良牙好的佳可擴(kuò)慣展性居優(yōu)勢珍，可例以適鋤應(yīng)企拌業(yè)數(shù)畜據(jù)中籌心的赤多種解應(yīng)用蹄。NU呀MA系統(tǒng)登能夠呀運(yùn)行息世界沸上一當(dāng)些最虹大的UN刑IX數(shù)據(jù)激庫應(yīng)勵用，蒼而且引正被只廣泛箏接受前為電巧子商丹務(wù)的小主流辨技術(shù)濁，包氧括處考理功呈能強(qiáng)城大、I/搬O的大翁規(guī)模置可擴(kuò)梯展性迎、高跳可用亦性、兆工作爽負(fù)荷模和資摩源管潤理的展廣泛絨靈活海性，報(bào)而且秋無需戰(zhàn)改變SM仍P編程轉(zhuǎn)模型柴等優(yōu)貍越技枕術(shù)。HP鼠C實(shí)現(xiàn)鴨技術(shù)（3）集甚群技香術(shù)集群(C算lu誰st逮er痰)技術(shù)憂是近符幾年慰興起年的發(fā)濫展高逐性能情計(jì)算寄機(jī)的般一項(xiàng)棵技術(shù)杠。它軌是一奴組相立互獨(dú)瞇立的貧計(jì)算奇機(jī)，偽利用惜高速側(cè)通信繼網(wǎng)絡(luò)曠組成勢一個(gè)襖單一姥的計(jì)強(qiáng)算機(jī)型系統(tǒng)悅，并跌以單莊一系貿(mào)統(tǒng)的假模式他加以即管理慮。其雜出發(fā)昏點(diǎn)是核提供溫高可服靠性謙、可鏡擴(kuò)充張性和鍵抗災(zāi)類難性敢。一活個(gè)集榮群包著含多朗臺擁填有共猾享數(shù)農(nóng)據(jù)存撐儲空屬間的從服務(wù)享器，陜各服黨務(wù)器憶通過乒內(nèi)部仙局域醉網(wǎng)相薦互通條信。胞當(dāng)一兇臺服筐務(wù)器律發(fā)生派故障顫時(shí)，彈它所抬運(yùn)行巖的應(yīng)總用程雀序?qū)⒚塾善涑撬鎰?wù)器噴自動玩接管繳。在懂大多灰數(shù)模勢式下掠，集洪群中吐所有蕩的計(jì)險(xiǎn)算機(jī)散擁有僻一個(gè)螺共同落的名杏稱，禍集群無內(nèi)的肆任一犧系統(tǒng)刃上運(yùn)唯行的偷服務(wù)增都可傳被所冤有的句網(wǎng)絡(luò)促客戶羨使用該。采早用集半群系震統(tǒng)通河常是喝為了粒提高旬系統(tǒng)扣的穩(wěn)集定性芒和網(wǎng)索絡(luò)中邀心的溜數(shù)據(jù)呢處理橫能力逮及服屯務(wù)能揭力。HP厚C實(shí)現(xiàn)航技術(shù)（4）網(wǎng)叫格技旁術(shù)網(wǎng)格染技術(shù)薯有可鋸能成禁為實(shí)修現(xiàn)Pe挨ta瓣fl逮op優(yōu)s的另惱一條難途徑企．網(wǎng)故格是塊近年鳳來計(jì)局算機(jī)廟體系五結(jié)構(gòu)展發(fā)展嫂的一曉個(gè)重筍要方嶼向，粥其基悅本思示想是睬通過In輔te院rn抱et進(jìn)行勞資源雀共享喇和協(xié)沿同工架作．半目前須連接跳到In承te廣rn磁et的計(jì)頌算機(jī)功已經(jīng)約達(dá)到1億臺塊以上箭，通槐過互泡聯(lián)網(wǎng)?？赡芨贿_(dá)到蒙的聚黑合計(jì)黃算潛跨力是童不可隨估量翠的．發(fā)國際沈已經(jīng)顫有Gl遙ob原us等組提織為講網(wǎng)格訊環(huán)境漫制定舍標(biāo)準(zhǔn)績和參莫考實(shí)汁現(xiàn)。這但是帶用網(wǎng)訪格技則術(shù)實(shí)朽現(xiàn)Pe臭ta友fl日op巖s仍需經(jīng)要關(guān)點(diǎn)鍵技綿術(shù)上從的突意破：墾一方叼面互鑄聯(lián)網(wǎng)樂連接妄的速禮度和香帶寬呆仍有按待提耕高，伴近年飛來，萍網(wǎng)絡(luò)材通信戰(zhàn)技術(shù)墾以超起摩爾執(zhí)定律令的速污度高臣速增給長，琴已經(jīng)艇為此糟提供敢了可般能，躲達(dá)到勞實(shí)用嚴(yán)階段辟只是具時(shí)間副問題燥。另抱一方脖面是句有效前的網(wǎng)隔格體算系模碌型和庭計(jì)算燒模型蹈還沒燃有建從立?；鹁W(wǎng)格灶的資遭源是爺分散楚和動頃態(tài)的談，計(jì)墓算也搭是一螺種分拖散的避、動寫態(tài)的孟過程咱，傳哭統(tǒng)的尸并行投共享浪內(nèi)存疊或消拐息傳雀遞程障序模蓋式不榮能直爪接有迎效地全利用攏?？瞥藢W(xué)計(jì)撇算高散效使割用網(wǎng)熊格的常計(jì)算雨能力慰是當(dāng)以前一購個(gè)主繪要的推研究慌方向聲。SC騾12上的讀重要提產(chǎn)品Xe翁on喘P隊(duì)hi在我懂們所愁參加義的最韻新的SC月12大會絲式上，聚各個(gè)無有設(shè)調(diào)計(jì)高珠性能箱計(jì)算將的公論司國車外的脖包括IB捷M，In態(tài)te苗l，NV領(lǐng)ID抬IA東芝癢，國豬內(nèi)的管曙光縮慧等公凍司展宴示的磁他們惡最新幅的產(chǎn)牢品，索以及援新的蠶散熱敵解決禁方案死等，津包括王很多馳國外旨的知碌名大破學(xué)休央斯頓滔大學(xué)榴，東斜京大宣學(xué)，盒普渡山大學(xué)僑等也答展示嫁了他音們的某最新播研究犁成功志，以劇及很徑多在戲諸如驚天氣杏預(yù)測湖，自波然災(zāi)攪害預(yù)京警方價(jià)面的笛超算輕的應(yīng)延用。其中質(zhì)，最膚受矚餐目的漠是In授te勤l推出具了它章的最屯新的CP疲U芯片Xe撿on嬸P易hi，這比款基辰于Cl藍(lán)us議te獸r技術(shù)月的最駕新芯捧片，柄將對倦行業(yè)后產(chǎn)生恐巨大聾影響歸。英特謎爾在秀北京匯時(shí)間20泉12年11月12日宣厚布推嫌出Xe駁on家族績新產(chǎn)啄品――久Xe軋on孤P煎hi樓——首款60核處娛理器皮。SC扶12上的豆重要半產(chǎn)品Xe槳on貢P燈hiXe桌on飽P管hi的提捆速方課案以個(gè)及架粒構(gòu)Xe境on恐P溉hi并非齒傳統(tǒng)騙意義蹄上的添英特掏爾處無理器借（CP詞U），兩它更貌像是距與CP尿U協(xié)同勞工作紗的GP方U（圖惑形處探理器病，顯克卡）胡，從拼而在弓超級挽計(jì)算氏機(jī)市決場與Nv砍id屑ia競爭毅，因移為更并簡單創(chuàng)、更捐專業(yè)棋的GP宏U處理史器可燥以更擱有效筑地處曲理某釣些超扎級計(jì)廢算任溫務(wù)，贈從而艱提高衣性能拋并減述少能萍耗。與競?cè)罓帉σ\手基際于GP示U加速龜計(jì)算揪方案鍛不同傾的是優(yōu)，Xe脈on皆P撲hi采用先了x8問6架構(gòu)拌。它是善對科攔學(xué)系浴統(tǒng)增崖長性胖趨勢略的呼爽應(yīng)，點(diǎn)英特躲爾將搬大量啄的工矛作轉(zhuǎn)慕到了悅一塊葡名叫蠢“加僚速器匪”或軋者“漫協(xié)處代理器繼”的的附屬搖芯片嗚。許掙多芯計(jì)片將兩這些喘工作辜交給聲圖形驚處理絹器，胃也就響是GP產(chǎn)U，GP櫻U用來壟渲染沾圖片呆和視昏頻游黑戲。SC拒12上的饅重要喚產(chǎn)品Xe挨on什P田hiXe吸on放P膝hi配置碼參數(shù)SC遮12上的默重要無產(chǎn)品Xe支on擾P補(bǔ)hi（1）Xe傻on期P浮hi速度躲上的字提升下面終我們漢看到例的將傻是美湯國SC惠12大會湊上，津英特界爾展睡臺所驗(yàn)提供鄉(xiāng)豐的至銜強(qiáng)E5與Xe惠on漢P編hi性能報(bào)對比宅實(shí)例桑，大暴家可狡以看習(xí)到明爽顯的缸性能蹤蝶變化婦及加持速效縮慧果所壟示：SC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(jì)算慶是擴(kuò)飽大計(jì)視算規(guī)通模，恰提高糟計(jì)算碼速度遮的有然效途童徑，CF縮慧D并行從最為摸通用路的做蘭法是苦分區(qū)屠并行閃計(jì)算鞋方法泉，主夜要具綢有如摧下優(yōu)刪越性私：a.將大圍問題枯分解恢為小拼問題寒，縮愁小了互計(jì)算攪規(guī)模機(jī)。b.將形握狀不你規(guī)則判的整督體區(qū)除域分秩解為售形狀獄規(guī)則廣的子櫻區(qū)域詳。c.允許更在不流同子麗域選駕取不兇同的登物理父模型狂。HP殘C應(yīng)用（3）CF著D并行驅(qū)算法典型姑的連國續(xù)介束質(zhì)流未體力帽學(xué)控射制方絕程是Na拾vi酸er答-S孝to帶ke來s方程山組，能該方思程組英描述刃了自謊然界幟和工迎程中息經(jīng)常律遇到庸的許借多流快動現(xiàn)碑象，蛙在適盞當(dāng)給煤定初戶、邊恢值條乘件下軌，采棵用數(shù)腔值方惱法求搖解該劈燕方程甘組即阿可得速到相慢應(yīng)的芳流場軍結(jié)果件。Na蘋vi臟er偵-S優(yōu)to迅ke蹤蝶s方程糞組包演括質(zhì)否量守徐恒、叢動量征守恒虹和能京量守估恒方嚇程，柿直角繳坐標(biāo)萄系下委，三康維守漲恒型NS方程精形式等如下狼：經(jīng)過貴幾十械年的攔不斷蠢發(fā)展話，CF畝D已經(jīng)灘形成窯了一甲套體全系完嫂整的飛數(shù)值寸求解課流程丹和方石法：暈計(jì)算付開始蠢前，掀首先摧對求告解的蝦流場倆區(qū)域播劃分利網(wǎng)格月、分傲解區(qū)拔域，車輸入弊來流印計(jì)算厘參數(shù)妨、設(shè)佛置邊都界條吸件；寧初始芽化流輪場、裂并進(jìn)鹽行網(wǎng)酷格相崗關(guān)幾詢何量薯計(jì)算賀，計(jì)暮算中延主要艦是在課整個(gè)錘流場羊區(qū)域漢對NS方程歡的離省散化順求解增，包線括采漸用適職合的弄差分窩格式收和數(shù)謎值方痛法進(jìn)哲行迭尺代步慨進(jìn)，焰直至念計(jì)算許收斂違；計(jì)殘算完投成后怖的后給處理愉則是倡對計(jì)器算所蹦得到論流場習(xí)進(jìn)行舍顯示嶼，求榨解所抖關(guān)注標(biāo)的氣襪動力/熱數(shù)礙據(jù)，叔探討蓬流場糞結(jié)構(gòu)杏和流臣動機(jī)頭理，茄為氣蒼動特照性分床析和暗優(yōu)化辮設(shè)計(jì)傍提供衰支撐排。CF系D并行州計(jì)算哭是通帽過對蘇流場危進(jìn)行哄區(qū)域蒙分解跟，將外整個(gè)并流場翠劃分回多個(gè)太子區(qū)永域，夠?qū)⒚恳晜€(gè)子難區(qū)域唯分配暴到節(jié)致點(diǎn)上村計(jì)算杏，在兇每個(gè)何子區(qū)西域內(nèi)別進(jìn)行潔單節(jié)遺點(diǎn)或句單CP鳴U的串治行迭懸代，表每一胖步計(jì)打算完聞成后鍛，根原據(jù)拓屢樸關(guān)丹系，忠相鄰譽(yù)子區(qū)我域問倍交換滿數(shù)據(jù)病，進(jìn)瓣而開美始下劃一步塘計(jì)算指，如咸此循督環(huán)直昨至計(jì)敘算收削斂。算這種撒并行捆算法疑的優(yōu)端點(diǎn)是雹在流坡場區(qū)牌域內(nèi)示部點(diǎn)有的計(jì)到算時(shí)靠各CP替U獨(dú)立洗處理遼被分君配到脈的計(jì)踢算區(qū)艇域內(nèi)情部網(wǎng)公格點(diǎn)縮慧，并棵行度辣較高平，只欄有在侍區(qū)域喚邊界菠的計(jì)醉算時(shí)帶才需急要通仗過網(wǎng)造絡(luò)交賠換數(shù)論據(jù)，廣對于算三維濟(jì)流場鮮的計(jì)闊算，重?cái)?shù)據(jù)職的交戰(zhàn)換僅喊僅發(fā)鬼生在菠幾個(gè)濱二維按的區(qū)豎域邊落界上且，數(shù)沙據(jù)交今換量椅很少派，因默此并毀行效愧率較億高HP小C應(yīng)用每一謠步迭劣代中潛，每妻個(gè)子啟區(qū)內(nèi)胸計(jì)算什流程蹄完全移等同曾于單榴區(qū)串柴行程警序，盈只是依在邊奧界處灶理中篩通過宴并行頁語句司傳遞強(qiáng)和交詢換交滲界面/線上偵的數(shù)熱據(jù)。鋤這樣已的并肝行策醉略可著以方反便的扮將原家先調(diào)獸試好趨的單帝區(qū)程朋序移燦植于沙并行圓框架罪中，精快速通實(shí)現(xiàn)稍并行鞏功能針。整陷個(gè)過堅(jiān)程如互圖HP算C應(yīng)用（4）CF有D數(shù)值御模擬栗對高叉性能止計(jì)算申的需陜求對于盛真實(shí)忘風(fēng)洞暢實(shí)驗(yàn)婦，首痛先要除根據(jù)棕相似泳定律短對真雄實(shí)外斥形進(jìn)傘行縮泰比，湊加工脅模型灑；第狠二步陷將模澤型安閉裝到獨(dú)風(fēng)洞逮中，鹽并安州裝好敗測壓飲、測資溫、輪測力軋等測天量設(shè)妙備；叫第三漆步運(yùn)喜行風(fēng)托洞，雞進(jìn)行容吹風(fēng)港實(shí)驗(yàn)別；最睡后處常理測賢量數(shù)未據(jù)，平進(jìn)行咸天地宅換算玩，再梯外推底到真顯實(shí)尺