高性能计算hpc

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1、高性能计算初步调研目前数据中心不再是单纯地增加服务器的数量和扩展机房的面积以满足业务应用，而是逐步升级到对数据中心整体规划和计算能力、效率的提升层面上来。数据中心需要强大计算能力作为支撑，这样才能满足日益快速发展的业务需求。 高性能计算机集群（HPC：HighPerformanceComputing）在计算领域中得到了普遍应用。高性能计算(HPC)实际上就是集群计算，集群计算是多台计算机的合作，并且并行工作，计算速度比一台计算机的计算速度快的多。集群计算机连在一起，可以提供如下功能：可扩展性、冗余性、成本考虑。由于HPC系统能够快速准确计算

2、出结果，有助于解决商业和科学研究中面临的问题，所以，HPC系统正在被越来越多的数据中心所采用。 值得注意的是，一个集群中需要支持多种类型的数据流，在同一集群中可同时采用不同类型的互联网络，而这些网络又拥有各自的网络协议，也就意味着，网络性能和特性会有不同。目前，集群计算、存储区域网、网格、内部处理器通信等高端领域对高带宽、高扩展性、高QoS以及高RAS(Reliability、AvailabilityandServiceability)等有迫切需求，人们对互连技术的兴趣开始恢复，并且非常希望通过更迅速的互连技术，帮助数据中心降低总体运营成本

3、，以实现高性能计算。 为了满足高性能计算需求，各种高速I/O标准相继登场，Infiniband也凭借其特有的优势在市场中逐渐崭露头角。Infiniband技术是一种开放标准的高速网络互联技术，Infiniband产品也是目前主流的高性能计算机互连设备之一。事实上，Infiniband是一种新型的总线结构，它可以消除目前阻碍服务器和存储系统的瓶颈问题，是一种将服务器、网络设备和存储设备连接在一起的交换结构的I/O技术。一.高性能计算与云计算　　“云计算是一种计算模式，在这种模式下，任务被分配给可通过网络获得的连接、软件和服务。这种服务器与连接

4、的网络统称为"云"。云规模的计算能赋予用户超级计算机级别的能力。”　　“云计算支持应用在"云"中某处运行，可以是您的电脑、公司或家庭网络，甚或互联网本身，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。”许多人称云计算是HPCC的未来，究其原因，自然是因为它用途广泛、易于使用以及成本低廉（在大多数情况下），同时它还能为用户带来超级计算机级别的性能。在核实云计算是否能带给用户超级计算机级别的性能之前，让我们首先查看"应用纲要"，即应用成功运行所需的资源集。　　云计算应用纲要　　a确保云计算成功执行的一大要素是应用纲要，即应用运行所需的资源

5、和作用方式。在广义上，当前云计算应用具备下列纲要：　　b应用不会出现任何程度的并行，也未进行线程化。　　c几乎所有应用都不需要过多的内存带宽和高CPU使用率。　　d应用很少执行与其计算相关的IO，但也会存在例外，如实际上并未在“云”上运行的数据库。　　e应用可进行自我修复。也就是说，一旦应用因故出现故障，它能轻松重启或恢复，而不会对用户的工作造成太大的中断。　　大多数日常应用（如制作演示幻灯、撰写文档和电子表单、畅玩游戏等）都是串行应用，许多功能往往都放置在了桌面上（很可能采用AJAX）。Google等公司开发出了针对云计算的存储系统，但这

6、些文件系统主要面向具备上述纲要的应用（例如hadoop）。由于您必须使用MapReduce来访问和使用这些文件系统，因而它们在传统HPC应用上的适用性会受到限制。　上述应用特征同样适用于许多企业应用。换而言之，它们是IO量极少的串行应用。当然也存在IO密集型企业应用，如数据库等，但它们通常不会在总体应用排名中占据优势。　　HPCC计算应用纲要　　HPCC应用具备各种应用纲要。典型应用涉及并行计算，可能含有大量的IO。同时，串行（单节点）HPCC应用可能执行许多IO任务。因此，HPCC应用的纲要范围十分广。下面简要列出了HPCC应用的几项要素

7、。　　*许多应用为串行应用，其中各种进程之间存在一些数据通信。　　*有时进程间的数据传输量很少。例如：某CFD代码　　*有时进程间的数据传输量很大。例如：WRF　　*有些应用为串行应用或线程化应用，运行于单个节点上。例如：BLAST　　*有些串行或并行应用执行许多IO任务。例如：Ansys、Abaqus或Nastran等FEA代码　　*有些串行或并行应用不执行许多IO任务。　　*有些应用能够生成一个检查点，即一份计算进程的快照。　　*一旦系统因故出现故障，它能够从上一个检查点重新启动，而无需从一开始重启。并非所有应用都具备这一功能。　　只需

8、查看应用纲要即可了解HPCC应用之间的巨大差异。显然，HPCC应用具备与当前的云计算应用不同的应用纲要。正因为存在这个差异，一些HPCC应用能够适用于云计算模式，而有些却不适用。