搭建pc机群不等于高性能计算机研究

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1、搭建PC机群不等于高性能计算机研究丁一平当前，中国学术界、企业界搭建PC机群成为流行，对用户不失为是好事，但对高性能计算机的研究带來一些错诜理解，不利于作为国家战略制高点的高性能计算机的长期发展。1.Beowulf机群不是真正的超级计算机十年前，会做386PC是件了不起的事，现在IBM、HP、Compaq>Dell.联想等传统PC厂商早都在惊呼“示PC时代”的来

2、缶，要进行转型，导致这种变化的“商品化”和“标准化”趋势这把双刃剑，也深刻地影响着高性能计算机。商品化趋势是指组成计算机系统的部件（如CPU、内存、网络

3、、存储、电源、管理软件）越來越商品化，这些大量生产的，大量使用的部件的性能越來越接近高性能计算机系统的专川部件，且价格低廉，这就打破了以IBM为代表的封闭系统的模式。标准化趋势是指计算机系统的部件冇了许多工业标准，在开放系统架构下大家可以互相联合，组成高性能的系统。这两个趋势便得研制高性能系统的门槛降低，这也是中国出的系统能接近西方水平的基础來源。Beowulf系统是这两种趋势的一种极端表现。Beowulf的定义是：将堆商品化的硬件和下载的开放源码的软件组装成“个人超级计算机”。说是PersonalSuperco

4、nipter是因为它多由少数用户使用，由用户象PC那样管理。有时也会加入一些开发的边缘性的软件，大多数系统是由系统使用者、或企业以PC机群的形式搭建。所以我们不必奇怪人们会在短时间内做出TFLOPS级系统，也不必诧异某个物理或化学专业的研究牛也能在一个月内做出很好地满足他的需求的超级计算机。这些事件在五年前还是天方夜谈。在国际上的大学、学术机构里，□经形成潮流，冇一些帖、网站教你如何搭建BeowulfPC机群，一些企业也开始涉足期间，ADS（—家石油软件公司）、Dell就是例子。PC机群形式的Beowulf系统可

5、以说是高性能计算机的-•种，在它面前，人们也很容易将高性能计算机等同于运算峰值，但“TFLOPS决不等于IIPC”。2.一个典型Beowulf机群下面是教科书上的搭建BeowulfPC机群的典型例子，一些企业的产品也同样采用。1结点：TA架构的1U或2U机架式PC服务器1网络：MyricomMyrinet/DolphinSCI/Ethernet1操作系统：RedhatLinuxI编译器：GNUGCC/G771数学库：FreeScalapack1通倍软件:FreeMyricomGM1并行开发环境：FreeMPICH

6、-GM,PVM-GM1作业管理：GNUOpenPBS1系统管理:GNUSCMS1监控管理：GNUOSCAR1文件系统：NFS1可选的商品化软件:编译器PGI、并行开发坏境WulfkitScaliMPI,MPI性能分析工具Vampir＞性能分析工具Vtune等3.谁需要Beowulf机群BeowulfPC机群对推广并行计算，拓宽并行计算应用领域，提升基础研究的科研平台，教育用户等方面有好处，Beowulft同时也压缩了纯计算密集应用的系统的增值空间，所以可以类似地说现在是“后Cluster吋代”。Bcowu1f的最

7、人特点是廉价和flops密集，所以最盂要Bcowu1fPC机群是大学、科研机构屮追求flops运算能力（也可称Unpack）的用户，他们的需求人多是纯计算密集型，他们的应用对Cache、内存、I/O、可管理性、稳定性没有要求,应用都是自己开发的，希望把每一分钱投到CPU上、投到每秒多少亿次上（Gflops）。许多科研人员自己就是搭建和管理Beowulf的高手。这里解释一下Unpack,它是计算机运行线性方程组求解应用时的性能，它的来源是早期计算机的性能非常低，达到每秒一亿次运算都十分困难，运算能力是追求的目标,所

8、以人们以此作为标志，计算机的Top500排名也延用TLinpacko现在，Linpack的意义已不大，一是获得万亿次Linpack对大多数用户和企业都相当容易、便宜（成木RMB1000-1200力），二是它只能反映系统CPU的浮点指令密集型应用的运算能力，这样的应用在科学计算领域内也很少；另外，H本的向量机的Linpack效率可到80%（与峰值相比），SL'N/SGI的共享存储系统可达70%,IBM机群可达60%,PC机群可达50%,但应用的效率多在5-10%之间,向量机能高一些。所以，片面追求Linpack会让

9、高性能计算机研究和金业走向谋区。BeowulfPC机群对用户和高性能计算机领域是好事，对企业也是一种可取的市场行为，满足部分用户的需求。但我们应冇止确的认识，不要得出高性能计算机很容易做、许多企业都会做的结论。以现在的技术，搭建lOTflops（5TflopsLinpack）的BeowulfPC机群都不是什么难事，美国政府最近在ASCI等计划中加人对高性能计算机的投入，说