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HPC
高性能计算
高性能计算(英文high performance computing, 缩写HPC) 指通常使用很多处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的几台计算机(作为单个计 算资源操作)的计算系统和环境。有许多类型的HPC 系统,其范围从标准计算机的大型集群,到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连,比如那些来自 InfiniBand 或 Myrinet 的网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑,在性能很高的环境中,网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期,所以可改善总体网络性能和传输速率。
 
主流高性能计算架构
作为引领这一浪潮的弄潮儿,英特尔致力于不断在科研、陆地与空间探索、工程和娱乐方面突破创新。长期以来,英特尔一直致力于支持高性能计算:
  • 具备出色性价比的处理器
  • 可支持相关性能的主板和平台
  • HPC的相关行业支持方案
  • InfiniBand
  • 软件开发
  • 开放源代码的操作系统
  • 服务器管理。
  • 集服务、行业影响和研发支持于一体的综合生态系统。
英特尔至强处理器可在保持极具竞争力的价格的同时,不断缩小产品差异;它能够提供更多集群方案,在高端市场创造更多竞争机会;同时,它还为目前尚未涉及这一技术计算市场的公司提供了一个入门策略。
 
高性能计算系统的应用
高性能计算系统的目的是解决 大型计算问题,在现实生活中,许多科学研究和商业企业的计算方面的问题都可以通过高性能计算系统来解决。特别是在下面的领域,高性能计算系统能够帮助开发 和研究人员进行建模和模拟。同时,以最快的数度计算出模拟的结果,为下一步的开发和最终结构的确定提供依据。
  • 天气预报气象
  • 制药企业的药理分析
  • 科研人员的大型科学计算问题
  • 石油勘探中对石油储量的分析
  • 航空航天企业的设计和模拟
  • 化工企业中对分子结构的分析计算
  • 制造业中的CAD/CAM系统和模拟试验分析
  • 银行和金融业对经济情况的分析
  • 生物/生命科学中生物分子研究和基因工程计算
同时,高性能计算系统在下列的公共部门的应用也非常广泛:
  • 国家/政府机构
  • 国家实验室
  • 高等院校
 
高性能计算特性
性能计算的应用的目的是通过计算来解决某个特定的问题,但不同的应用所需要的计算特性也不一样,一般的高性能计算系统应用的计算特性主要分为入下三种类型:
  • 多媒体运算
    主要使用整型和双精度运算。例如用于图形图像处理和三维图像生成的高性能计算系统就属于多媒体运算系统。在这种情况下,计算节点的多媒体计算功能非常重要。比如英特尔至强处理器所带的SSE和SSE2指令就非常适合这种应用。
  • 科学计算
    主要使用浮点运算功能,这也是目前高性能计算系统的最主要应用领域。像天气预报和石油勘探等高性能计算系统都属于这一类。
  • 数据库应用
    主要使用逻辑计算和I/O操作。现在的数据库集群系统和网格数据库系统就属于这类应用。它需要计算节点有很强的I/O处理能力,同时,整个高性能计算系统也应该具有足够的外接存储空间。
  • 在设计高性能计算系统的过程中,根据不同的计算类型来确定相应的计算节点和系统配置,从而使系统可以满足应用的需求同时达到最佳的系统性价比。
 
高性能计算实例