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第七章IT新技术讲述
7.1 高性能计算
一、高性能计算的概念
高性能计算简称HPC(High Performance Computing),泛指量大、快速、高效的运算
高性能计算通常使用多个处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的多台计算机(作为单个计算资源操作)建立计算系统和环境,主要用于解决计算复杂度高和计算量大的科学问题
7-2
二、高性能计算机的发展现状
7.1 高性能计算
7-3
日期
系统
厂商
国家
处理核数目
实测浮点运算次数峰值
2001年
ASCI WHITE
IBM公司
美国
8192
12TFLOPS
2002年—2004年上半年
Earth-Simulator
NEC公司
日本
5120
40TFLOPS
2004年下半年—2007年
BlueGene
IBM公司
美国
212992
478TFLOPS
2008年6月
Roadrunner
IBM公司
美国
122400
1.026PFLOPS
2009年6月
Roadrunner
IBM公司
美国
129600
1.105PFLOPS
2009年11月- 2010年6月
Jaguar
Cray公司
美国
129600
1.759PFLOPS
2010年11月
TH-1A
国防科技大学
中国
186368
2.566PFLOPS
2011年6月-11月
K computer
富士通公司
日本
705024
10.51PFLOPS
2012年6月
Sequoia
IBM公司
美国
1572864
16.325PFLOPS
2012年11月
Titan
Cray公司
美国
560640
17.59PFLOPS
2013年6月
Tianhe-2
国防科技大学
中国
3120000
33.86PFLOPS
7.1 高性能计算
全球高性能计算机Top500榜首变化
7-4
对称多处理器 (symmetric multiple processor, SMP)技术
非一致访问分布共享存储(non uniform memory access, NUMA)技术
大规模并行处理机(massively parallel processor, MPP)技术
……
7.1 高性能计算
三、高性能计算机的体系结构
7-5
1.对称多处理器技术
多个处理器运行操作系统的单一复本,同时共享内存和计算机的其它资源
7.1 高性能计算
7-6
2. 非一致访问分布共享存储技术
每个处理器与本地存储器和高速缓存相连,多个处理器通过处理器、存储器互联网络相连,处理器还通过处理器和I/O网络访问共享的I/O和外围设备
7.1 高性能计算
7-7
3.大规模并行处理机技术
能够将更多的处理器纳入一个系统的存储器。具有多个节点,并且每个节点都有自己的存储器,通过单个的节点相互连接形成一个总系统
7.1 高性能计算
7-8
四、高性能计算的应用与展望
7.1 高性能计算
地球科学
工业制造
海量信息处理
7-9
一、网格计算的概念
7.2 网格计算
网格(Grid)是一个基础体系结构
网格是把地理位置上分散的资源集成起来的一种基础设施--用户不需要了解这个基础设施上资源的具体细节就可以使用自己需要的资源
分布式资源和通信网络是网格的物理基础
网格上的资源包括计算机、集群、计算机池、仪器、设备、传感器、存储设施、数据、软件等实体
这些实体工作时需要的相关软件和数据也属于网格资源
7-10
7.2 网格计算
按照网格客体的不同层次,可将网格分为资源网格、信息网格和知识网格
网格的主要功能是从底层的数据和信息中发掘知识、处理知识、应用知识
一、网格计算的概念
7-11
7.2 网格计算
二、网格体系结构
五层沙漏结构(Five-Level Sandglass Architecture)
伊安?福斯特等人在早些时候提出
开放网格服务体系结构 (Open Grid Services Architecture,OGSA)
在工业界的影响下,考虑到Web技术的发展与影响后,伊安?福斯特等结合五层沙漏结构和Web Service提出的
Web服务资源框架(Web Service Resource Framework,WSRF)
由Globus联盟、IBM和HP于2004年初共同提出
7-12
7.2 网格计算
二、网格体系结构--五层沙漏结构
根据该结构中各组成部分与共享资源的距离,将对共享资源进行操作、管理和使用的功能分散在五个不同的层次,由下至上分别为构造层(Fabric)、连接层(Connectivity)、资源层(Resource)、汇聚层(Collective)和应用层(Application)
7-13
包括两大关键技术,即网格技术和Web Service技术,它是在五层沙漏结构的基础上,结合Web Servi
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