对福建省高性能计算需求的分析与展望

本文根据目前高性能计算在国内外的发展现状以及未来的发展趋势,结合高性能计算的实际的应用领域,系统的分析了福建省目前对高性能计算的需求以及未来高性能计算的发展走向.本文旨在说明在我省加快高性能计算的应用与研究是符合世界进步的明智之举.     

浅析高性能计算的现状与发展

目前,高性能计算已成为体现一个国家综合实力的一种标志,被提到一个重要的战略地位.本文主要介绍了发展高性能计算的意义、国内外高性能计算的现状与发展趋势以及福建省对高性能计算的需求,从而提出了政府带动福建省的高性能计算的发展.     

高性能计算的研究及应用

近些年来高性能计算迅猛发展,高性能计算得到了越来越广泛地应用,高性能计算已经成为一个国家综合实力的一个重要标志．我国在高性能硬件发面已经跻身国际先进水平,可是在高性能软件和应用方面和国际先进水平还有很大差距。针对目前这种现状,我国应该采取系列措施加以应对。     

国外高性能计算的技术发展趋势

超级计算机今后的开发热点仍然是万亿次以上的系统 ,短期目标是百万亿次 ,长期目标是千万亿次甚至更高。为实现上述目标 ,美、日等国正加速研发新的结构技术、器件技术和软件技术。(1 )可伸缩集群系统结构发展迅速集群结构目前有两种 ,一种是SMP集群 ,一种是PC集群。SMP集群的节点机一般为超级服务器 ,通过一些高速定制网络将它们连接起来构成大规模并行处理系统。PC集群则是通过一些通用标准互联网络将众多的个人计算机或工作站集中为一个单一的功能强大的计算机系统。(2 )定制超级计算机可能成为突破千万亿次性能的新途径2 0 0 2年 1 …     

基于模板的高性能计算应用封装方法

提出一种基于模板的高性能计算应用封装方法——HPC-APT。该方法具有平台无关性,并且语法简单、易于维护和扩展、用户界面友好。HPC-APT可应用于现今主流的网格中间件或云计算平台上,支持Web和Windows应用。HPC用户可以通过Web或Windows应用界面向远程HPC集群提交作业,从而降低使用HPC的准入门槛,提高HPC集群的可用性。     

走向大众的高性能计算

高性能计算(HPC)是突破现有性能限制的计算。在满足我们对于新量级精确度和复杂系统建模日益增长的需求的同时，它使我们以很小的代价解决很大的问题。从气象预报、汽车碰撞模拟到绘制人类基因组图谱和基因排序，其提供了进行更大、更尖端、更有趣的科学研究的能力。     

面向高性能计算的网格计算中间件

系统地研究了网格计算中间件Netsolve系统的结构和工作原理,深入地探讨了系统中的负载平衡与容错策略,然后针对自强-2000集群超级计算机应用环境提出了对负载平衡和容错策略的改进方法。     

浅谈高性能计算的地位及应用

高性能计算已被公认为继理论科学和实验科学之后,人类认识世界改造世界的第三大科学研究方法。高性能计算应用在高性能计算技术的支持下为我国的科技创新作出了巨大贡献,并且和高性能计算技术在相辅相成中不断发展。从应用的角度概要总结了高性能计算的作用和地位,列举了几个产业化相关的高性能计算应用,介绍了作为公共服务平台的上海超级计算中心的情况。     

基于高性能计算环境的科学计算应用平台设计与实现

为了提升高性能计算环境的易用性并降低使用门槛,本文提出了一种基于高性能计算环境的通用科学计算应用平台构建方案,旨在为用户提供更便捷、体验更友好、简单高效的科学计算服务。用户通过访问网页即可输入计算参数、提交任务、查看执行结果并集中管理不同应用的计算任务和历史数据,无需安装相关工具或者记忆操作命令。该方案设计充分考虑了应用间的差异性,拥有良好的扩展性,易于部署和迭代,同时拥有良好的安全性。     

基于高性能计算环境的计算应用社区

中小企业是支撑我国经济发展的重要支柱,而高性能计算在推动科技创新中具有重要作用,二者的结合具有重要意义,然而高性能计算技术门槛较高,一定程度上阻碍了中小企业对此技术的有效应用.基于高性能计算环境,建设便捷易用的高性能计算应用社区,目的是探索基于高性能环境的中小企业数值模拟与计算服务社区服务机制,降低中小企业使用高性能技术的门槛,并建立了一套面向中小企业需求的服务规范.     

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.     

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．     

航空制造业高性能计算能力建设情况分析及建设集成方法研究

【目的】高性能计算技术在航空制造业应用不断深入,加快了科技进步的步伐,美国在此方面表现较为突出。相比之下,我国此方面能力较为薄弱,能力不足、不均衡问题较为突出,本文基于当前面临的问题和新的发展趋势,尝试提出一套建设框架和规划设计方法。【方法】本文分析了美国情况、国内同行业高性能计算基础设施情况,对航空制造业在高性能计算技术应用面临的问题进行了总结,对趋势进行了分析。【结果】结合问题和发展趋势,给出建设参考框架和规划设计方法,推动系统建设高质量发展。【结论】高性能计算机已经成为颠覆产品设计研发、引领创新的重要保障手段和技术,在当前航空制造业快速发展阶段,需推动快速建设,补齐短板,做好人才队伍的建设,实现行业/领域全面能力水平提升。     

HPP:一种支持高性能和效用计算的体系结构

为了同时做到应对千万亿次高性能计算的技术挑战和满足数据中心(data center)未来的主要应用模式效用计算(utility computing)的需求,提出了一种称为HPP(Hyper Parallel Processing)的高性能计算机体系结构.HPP的主要特征是全局地址空间(global address space)和单一操作系统映像的超节点(hyper node).HPP结合了MPP的可扩展性,DSM的高效通信和机群的普及化的优点,为高性能计算和效用计算都提供了许多创新研究的机会.基于HPP体系结构,实现了一个曙光5000高性能计算机的原型系统,初步验证了它的可行性.     

高性能计算集群的Linpack测试及其在大数据中的应用

高性能计算集群用于高效并行计算,具有很高的性价比和良好的可扩展性,如何测试和评价集群系统性能成为一个关键问题。本文基于6个节点的集群进行Linpack测试,测试不同问题规模、计算节点数、求解矩阵数据分块NB、处理器网格拓扑P×Q、网络通信等重要因素,将单机与集群的计算性能进行对比,测试集群性能,结果表明：该集群的并行计算性能良好,可扩展性强,但硬件通讯能力需进一步改善。应用该集群到实际的地震大数据计算中,该集群的并行计算能力得到了很大的提升。     

高性能计算平台的IO性能测试与分析

在高性能计算平台上测试NFS和Lustre文件系统在大规模并行计算环境下的IO速率,根据测试结果分析该实验平台的IO瓶颈并提出改进方案;之后测试本地Cache、并行应用进行IO时的TransferSize和并行程序存取文件的FileSize等因素对分布式文件系统性能的影响,并根据实验结果提出如何合理地部署并行软件以有效地利用本地Cache,以及提出在编写并行程序时设置合适的TransferSize和FileSize以提高IO性能的建议。     

高性能网格并行计算

对高性能计算的各种方式进行了分析和比较,并阐述了网格和元计算的关系。通过对当前各种网格工程的透视,论述了网格体系结构和网格服务语义。探讨了网格的两个关键特点：异构性和动态性及其解决方法。对于认识网格概念以及指明未来高性能并行计算发展方向有一定意义。