面向E-HPC的新型高性能互连网络技术研究项目简介

<正>随着神威·太湖之光以125P的峰值性能登顶Top500榜首,超级计算机研制中的一个重要里程碑结点100P系统已被攻克,下一个高峰"E级计算机"正成为各国竞逐的新目标。2016年科技部适时启动了E级计算重点专项,拉开了我国研制E级超级计算机(以下称E-HPC)的序幕。国防科技大学计算机学院牵头,联合相关单位承担了专项第一批唯一单列的基础前沿探索项目—面向E-HPC的新型高性能互连     

面向非结构网格应用并行程序的编程工具

面向高性能数值模拟,分析了基于并行应用编程框架快速研发并行数值模拟软件存在的挑战。在此基础上,以JAUMIN(J adaptive unstructured mesh application infrastructure)框架的应用为例,设计并实现了一种面向非结构网格数值模拟应用并行程序的图形化编程工具。该编程工具采用基于结构化流程图的图形化编程方式,屏蔽JAUMIN框架的编程接口,帮助用户在不学习编程框架的基础上快速开发基于编程框架的并行应用程序。实际应用表明,该工具可以显著提升并行应用软件的研发效率,降低用户编写并行数值模拟程序的难度。由于编程工具生成的代码规范统一,系统的维护效率也得以大幅度提高。     

面向科学计算的网格环境

为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。     

高能物理网格环境网络性能监测与优化技术研究

[目的]利用SDN架构网络实现对高能物理数据传输路径选择的优化,提升高能物理合作单位之间数据传输效率.[方法]采用面向服务的网络性能测量框架perfSONAR、基于GRE的虚拟网络技术以及基于SDN的控制技术来实现提出的目标.[结果]提出一种面向高能物理网格环境网络性能测量与性能优化方法,首先采用SDN技术及虚拟网络技...     

E级计算机关键技术验证系统项目简介

<正>高性能计算能力是国家科研实力的重要标志之一,是国家综合国力和信息化建设水平的重要体现。当前,E级计算(每秒百亿亿次浮点运算)是国际高性能计算领域的制高点和研究热点。国际高性能计算机的研发能力已达到100P级(每秒十亿亿次浮点运算),预计到2020年前后将发展到E级。但是,由于面临器件工艺水平、通信能力、功耗控制、可靠性以及编程模型等诸多约束,现有的100P级技术并不能平滑过渡到E级,必须研发颠覆性技术才能支撑未来E级计算机的构建。     

一种自主设计的面向E级高性能计算的异构融合加速器

高性能计算(high performance computing, HPC)是推动科学技术发展的基础性领域之一,当前,作为超级计算机系统“下一个明珠”的E级高性能计算时代已经来临.面向E级高性能计算的加速器领域成为了全球高端芯片的竞技场.国际上,AMD、英伟达和英特尔公司已经占据这一领域多年.作为国内最早开始自主处理器设计的优势单位之一,国防科技大学一直以来都是高性能加速器领域强有力的竞争者.主要对国防科技大学自主设计的面向E级高性能计算的加速器芯片进行介绍,该芯片采用了CPU+GPDSP的异构融合架构,具备高性能、高效能和高可编程性的特点,有望成为新一代E级超算系统的核心计算芯片.     

网络加速技术为高性能发展提速

浪潮作为国内高性能产业的领军者,数年来,一直致力于高性能科学计算,高性能商业应用领域的技术研究和产品开发。近来,随着国外新型技术及成功应用的引导,加上国家对高性能产业的重视和扶持,自主研制面向科学研究应用的尖端超级计算机以及作为无缝集成的协同计算环境,又称"虚拟超级计算机"的网格计算的呼声越来越高。高性能发展也已经强烈要求由"高性能"向"高效能"转变。但是,尽管CPU速度、内存速度在以数百倍的速度升级,网络带宽也在持续的增加,但服务器的计算性能却没有多大改善。原因在哪里?—总线的传输速度不够!现在,InfiniBand、EtherFabric、iWarp三种高速互连技术(网络加速技术)将使高性能摆脱目前的尴尬现状。     

图形超级计算机的可编程HIPPI接口

随着网络接近Ｇｂ／ｓ的性能，超级计算机的主机接口正在成为通讯的瓶颈。为图形级计算机ＰｉｘｅｌＰｌａｎｅｓ５设计的高性能主机接口—网络接口部件（ＮＩＵ），通过数据调度硬件与嵌入式处理器之间的平衡取得了高性能和可编程性。本文对ＮＩＵ的硬件、软件、固件及接口性能进行了分析和总结。     

基于网格计算框架的Web信息提取系统的研究

大规模Web信息提取是面向Internet非规范知识处理中的一个典型问题.以网格计算框架为实现平台,设计了分层的网格应用系统架构,针对Web信息提取中链接分析和信息提取功能,描述了面向一般网格计算框架的资源调度与编程模型.最后结合Web信息提取系统的实验结果,给出了网格应用系统的评价标准.     

基于P2P技术的网格系统模型的设计与实现

随着网格技术的发展和应用的扩展,网格己经从单一的面向高性能计算的计算网格转向为面向服务的商业网格.通过分析对等计算融入网格计算技术.将对等思想和对等搜索技术应用于网格资源管理中,提出了一种新的对等搜索框架.最后设计并实现了一个基于P2P技术的网格系统模型.并详细介绍了系统架构、系统主要组成部分、以及网格系统模型的具体功能实现.     

基于异构GPU集群的并行分布式编程解决方案

由于超强的计算能力、高速访存带宽、支持大规模数据级并行程序设计等特点,GPU已经成为超级计算机和高性能计算(HPC)集群的主流加速器。随着处理单元的发展和集群节点的拓展,GPU集群不仅在节点层面呈现异构化,节点内也趋于异构化,大大提高了在GPU集群中编程的复杂度。主流GPU异构集群系统大多采用针对GPU的异构计算编程模型与面向分布式内存的消息传递模型的简单结合方式,这种方式使得GPU集群程序设计缺乏确定的准则,往往是低效而且易错的。为了提高在GPU集群中编程的效率,降低编程复杂度,以及实现平台无关性,提出一套异构GPU集群的并行分布式编程的解决方案。该方案通过采用扩展语言方法提出了编程框架DISPAR,并实现了预处理器系统StreamCC。实验证明了其可行性。     

浅析E级超级计算机故障预测的数据采集方法

在E级超级计算机发展过程中系统可靠性问题得到人们高度关注,因此,本文介绍了基于故障预测的数据采集框架,重点探讨了E级超级计算机故障预测的数据采集方法. 引言 随着科学技术的发展,人们对计算机的要求不断提高,随之出现了超级计算机,如:E级超级计算机,其部件多达数十万,为了避免故障出现,实践中常选用检查点技术,但因其保存与恢复开销较大,未能适应实际发展需求.目前,高性能计算容错方式主要两种,一种为被动容错,即:检查点技术,另一种为主动容错,即:低开销保护性技术,主要是指预测故障,提前迁移或复制进程.当前,常见的主动容错法有基于模型或数据驱动的故障预测,前者可用于小规模系统,后者适用于大规模系统,其实现的关键为获得系统故障有关数据,从而保证了预测精准性与合理性.     

万亿次计算机联想问世

2003年12月10日,科技部宣布具有国际领先水平的四万亿次计算机“深腾6800”在联想集团研制成功。这台超级计算机是国家“863”计划重大专项成果——国家网格超级计算机,它的研制成功标志着国家网络发展跨入实质性新阶段。该超级计算机将用来装备在中国科学院计算机网络信息中心的国家网格主节点,供全国科技人员使用。从近年来全球高性能计算机的应用领域和应用技术迅速广泛发展的趋势来看,HPC(高性能计算)越来越成为衡量一个国家综合国力的重要指标,联想“深腾6800”的研制成功加快了国家网格建设的步伐,大大缩小了我国同西方发达国家在网…     

面向服务的网格高性能计算策略

网格技术和Web服务的发展，促成了服务计算的诞生和发展．本文在面向服务的架构下，重新研究传统计算网格下的高性能计算．首先，针舛高性能计算应用的特点，结合面向服务的思想，提出了一种层次资源管理体系结构．其次，分析了适用于网格环境的高性能计算应用的程序结构，并通过有向无循环图（DAG）加以表示．第三，基于上述的资源管理体系结构和高性能计算应用模型，提出了一种改进的动态优先级调度算法．最后，通过仿真实验，分析了提出的算法的性能，实验结果表明提出的算法适用于网格环境，进而验证了本文提出的面向服务的网格高性能计算策略的有效性．     

超级计算推动技术创新

国际创新技术大会包括了三个主题的会议:第八届亚太地区高性能计算国际会议、第四届网格和协同计算国际会议和第二届IFTP网络和并行计算国际会议。在当时所召开的新闻发布会上,几乎所有的记者都对高性能计算和网格计算感兴趣,这也让超级计算机的制造商IBM、HP等企业的领导者和网格计算企业的领导者受到了最多的提问。而在国际创新大会展厅中,最抢人眼球的莫过于IBM公司展台上那台比人还高的黑色大柜子—蓝色基因超级计算机的一个机架结构,吸引了很多人前去观看。蓝色基因系统是由大量运算节点组成,将1024个计算节点(内含2颗PowerPC嵌…     

面向SWF日志事件流数据的可视分析系统

[目的]为解决高性能计算集群的日志数据交互可视分析的问题,提供一套支持多种不同集群系统日志数据的可视分析框架,本文设计并实现了面向SWF日志数据的事件流可视分析系统SWFVis.[方法]SWFVis基于时间事件序列数据可视分析技术,结合多维可视分析、关联可视分析等技术,提出了一套针对SWF日志中的时序属性、关联属性、多...     

用PC机群组构并行超级计算机

美国由高等院校,大型实验室和研究部门共同研究ＰＣ群机Ｂｅｏｗｕｉｉｆ超级计算机。这一创举,说明级级计算机可以用大众化的ＰＣ机集群完成,这对我国是一个挑战和机遇,这里对Ｂｅｏｗｔｌｆ作了一些研究的基础上,论述了ＰＣ机的结构组成原理,操作系统平台和并行计算程序设计,并行通信程序设计等问题。     

一种面向网格结构的系统级故障诊断集团算法

网格是一种高性能分布式计算环境，它是构筑在Inernet之上的一种新型的信息技术基础设施。为保证网格可靠高效地运行，利用系统级故障诊断的方法研究网格的可靠性是很有意义的。文章提出了网格结构中的系统级故障诊断方法，并给出了一种面向网格结构的系统级故障诊断集团算法。     

语义网格核心技术及其应用研究

网格是近年来兴起的一个研究热点。它旨在使互联网上所有资源(计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等)实现全面共享与协同工作,使整个因特网整合成一台巨大的超级计算机,为用户提供"即连即用"式的服务。语义网格结合了网格,语义网和Web服务的优点。通过讨论语义网格的框架,分析了语义网格的核心技术;研究了语义网格的应用,并对语义网格发展面临的困难及其未来的前景进行了分析探讨。     

AISecOps智能安全运营技术体系框架

[目的]从安全智能、数据驱动威胁狩猎的实践出发,面向安全运营的自动化、智能化需求,梳理安全运营技术发展脉络,为智能安全运营技术的发展提供系统的方法论.[方法]从核心内涵、评估指标、数据分类、系统架构、技术成熟度、前沿技术分类等多个层次,梳理并提出AISecOps智能安全运营技术体系.[结果]AISecOps技术框架旨在...