高性能计算的发展趋势和进展

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1、大家已逐渐认同这一观点，高性能计算机是价格在10万元以上的服务器。Z所以称为高性能计算机，主要是它跟微机与低档pc服务器相比而言具冇性能、功能方面的优势。高性能计算机也有高、中、低档之分，中档系统市场发展最快。从应用与市场角度来划分，屮高档系统可分为两种，MUUUllli曙光2000一种叫超级计算机，主要是用于科学工程计算及专门的设计，如CrayT3E；另一种叫超级服务器，可以用来支持计算、事务处理、数据库应用、网络应用与服务,如IBM的SP和国产的曙光2000o从市场的角度來讲，高性能计算机是高技术、高利润而且

2、市场份额在不断扩大的一个产业。高性能计算机在政府部门、科研等领域的广泛应用，对增强一个国家的科技竞争力有着不可替代的作用。另外，美国和欧洲的经验已经证明，企业使用高性能计算机能够有效地提高生产率。高性能计算机的发展趋势主要表现在网络化、体系结构主流化、开放和标准化、应用的多样化等方面。网络化的趋势将是高性能计算机最重要的趋势，高性能计算机的主要用途是网络计算环境屮的主机。以后越来越多的应用是在网络环境下的应用，会岀现数以I•亿计的客户端设备，所有重要的数拯及应用都会放在高性能服务器上，Client/Server模

3、式会进入到第二代，即服务器聚集的模式，这是一个发展趋势。网格(Gird)已经成为高性能计算的一个新的研究热点，是非常重耍的新兴技术。网络计算环境的应用模式将仍然是Internet/Web,但5〜10年后，信息网格模式将逐渐成为主流。在计算网格方面美国大大领先于其他国家。有一种观点认为，美国当前对于网格研究的支持可与其70年代对Internet研究的支持相比，10年后口J望普及到国民经济和社会发展的各个领域。网格与Tnternet/Web的主要不同是一体化，它将分布于全国的计算机、数据、贵重设备、用户、软件和信息组

4、织成一个逻辑整体。各行业可以在此基础上运行各自的应用网格。最近美国开始了STAR-TAP计划，试图将网格扩展到全世界。在体系结构上，一个重要的趋势是超级服务器正取代超级计算机而成为高性能计算的主流体系结构技术。高性能计算机市场的低档产品将主要是SMP(SymmetricMultiprocessor,对称多处理机)，中档产品是SMP>CC-NUMACCacheCohercnt-NonUniformMemoryAccess,支持缓存一致性的非均匀内存访问)和机群，高档产品则将采用SMP或CC-NUMA节点的机群。在2

5、001年左右，将会出现结合了NUMA(COMA和CC-NUMA)和机群体系结构优点的混合式结构，称之为Cluster-NUMA(C-NUMA)系统。可重构、可分区、可配置特性将变得越來越重要。此外还有一种新兴的称为多线程(Multithreading)体系结构将用于超级计算机屮，它的代表是Tera公司的MTA系统，一台8CPU的MTA已经成功地运行在圣地亚哥超级计算机中心。值得注意的是，所有厂家规划的高档系统都是机群，已经冇厂家开始研究C-NUMA结构。美国一直是世界上最重视高性能计算机、投入最多和受益最大的国家

6、，其研究也领先于世界。美国能源部的加速战略计算ASCI计划，口标是构造100万亿次的超级计算机系统、软件和算法，在2004年真实地模拟核爆炸；白宫直属的HECC（High-EndComputingandComputations）计划,对高性能计算的关键技术进行研发，并构建高性能基础设施；Petaflops计划开发构造千万亿次级系统的技术；最新的Ultrascale计划目标在2010年研制力力亿次级系统。日本计划将于2002年研制成40万亿次的并行向量机。欧洲的强项则主要体现在高性能计算机的应用方面。总的來说，国外

7、的高性能计算机应用已经具有相当的规模，在各个领域都有比较成熟的应用实例。在政府部门大量使用高性能计算机，能冇效地捉高政府对国民经济和社会发展的宏观监控和引导能力，包括打击走私、增强税收、进行金融监控和风险预警、环境和资源的监控和分析等等。在发明创新领域，壳牌石油公司通过全球内部网和高性能服务器收集员工的创新建议，加以集中处理。其中产生了一种激光探测地卜•油床的新技术，为该公司发现了3亿桶原油。在设计领域，好利威尔公司和通用电气公司用网络将全球各地设计中心的服务器和贵重设备连于一体，以便于工程师和客户共同设计产品，

8、设计吋间可缩短100倍。对很多大型企业来说，采购成木是总成木的重要组成部分。福特用高性能计算机构造了一个网上集市，通过网络连到它的3万多个供货商。这种网上采购不仅能降低价格，减少采购费用，还能缩短采购时间。福特估计这样做大约能节省80亿美元的采购成本。此外，制造、后勤运输、市场调查等领域也都是高性能计算机大显身手的领域。高性能计算机能为企业创造的价值是非凡的，国外的企业和