对福建省高性能计算需求的分析与展望

本文根据目前高性能计算在国内外的发展现状以及未来的发展趋势,结合高性能计算的实际的应用领域,系统的分析了福建省目前对高性能计算的需求以及未来高性能计算的发展走向.本文旨在说明在我省加快高性能计算的应用与研究是符合世界进步的明智之举.     

浅析高性能计算应用的需求与发展

高性能计算应用在高性能计算技术的支持下为科技创新做出了巨大贡献,并且和高性能计算技术在相辅相成中不断发展.自2004年以来,中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心针对中国科学院在“十一五”期间的高性能计算需求在全院范围内开展了多次调研活动,对中国科学院在“十一五”期间高性能计算的整体需求及各应用领域需求的分布情况有了比较全面的了解,其调研结果对“十一五”中国科学院高性能计算环境建设和高性能计算应用的发展具有良好的借鉴作用.首先介绍了国内外高性能计算应用的发展现状,并结合中国科学院高性能计算环境建设和高性能计算应用的发展情况,分析了“十一五”中国科学院高性能计算的应用需求,最后对我国高性能计算应用的发展前景进行了展望.     

一种自主设计的面向E级高性能计算的异构融合加速器

高性能计算(high performance computing,HPC)是推动科学技术发展的基础性领域之一,当前,作为超级计算机系统"下一个明珠"的E级高性能计算时代已经来临.面向E级高性能计算的加速器领域成为了全球高端芯片的竞技场.国际上,AMD、英伟达和英特尔公司已经占据这一领域多年.作为国内最早开始自主处理器设计的优势单位之一,国防科技大学一直以来都是高性能加速器领域强有力的竞争者.主要对国防科技大学自主设计的面向E级高性能计算的加速器芯片进行介绍,该芯片采用了CPU+GPDSP的异构融合架构,具备高性能、高效能和高可编程性的特点,有望成为新一代E级超算系统的核心计算芯片.     

基于MPICH2的高性能计算集群系统研究

目前在高等学校和科研机构中对于高性能计算的需求很大,而商业的超级计算机性能虽高但价格昂贵,同时这些单位又都拥有大量普通的PC机和网络设备.为了利用现有硬件资源获取高性能计算能力,文中研究了在PC机和Linux环境下构建基于MPICH2的高性能计算集群系统的方法,搭建了一个拥有16个节点的系统并利用高性能Linpack基准测试方法进行了性能测试.测试结果表明,这种构建高性能计算集群系统的方法切实可行,是低成本获取高性能计算能力的良好途径.     

基于IBA架构的高性能集群计算工程研究

本文以福建省超级计算中心为例,探讨了搭建基于IBA架构的高性能集群计算工程的简易模式,包括IBA架构、计算节点设计、操作系统设计等相关技术。     

面向异构计算的高性能计算算法与软件

研发适应国产异构计算环境的高性能计算算法与软件是非常重要的课题,对我国高性能计算软件研发匹配高性能计算硬件高水平发展的速度具有重要意义.本文首先简要介绍高性能计算应用软件的现状、趋势和面临挑战,并对几类典型高性能计算应用软件开展并行计算算法特征分析,涵盖了宇宙N体模拟、地球系统模式、计算材料相场动力学、分子动力学、量子计算化学和格点量子色力学等多个问题、尺度和领域.其次,我们讨论了面向国产异构计算系统的对策,提炼出若干典型应用算法和软件的共性问题,涉及核心算法、算法发展、优化策略等.最后,本文面向异构计算体系结构对高性能计算算法与软件进行了总结.     

基于上下位机形式的大型平衡计算程序的实现

为了满足新一代全超导托卡马克EAST装置位形设计以及等离子体的平衡、稳定性、输运等各项物理研究的需要,必须进行等离子体平衡反演系统高性能计算形式的研究;利用Windows＆Linux这两个操作系统的各自优点,设计并实现了基于上下位机形式的大型平衡计算程序,为高性能计算提供一个方便、灵活扩展,易于使用的平台,必将极大地促进平衡反演这一高性能计算的发展.     

程序调试、监测与性能分析的一体化工具*

随着高性能芯片及高性能计算的应用,人们对调试器的要求不再仅局限于“正确性调试”,而是更进一步要求进行“性能调试”,即在正确性的基础上,通过对程序的细调而获得最佳性能.正确性调试和性能调试通常由独立的工具支持,这种模式已不能很好地支持高性能计算.介绍了一个为高性能SIMD芯片设计的同时具有正确性调试和性能调试功能的可视化工具.它集程序调试、行为监测和性能分析为一体,改善了高性能程序的开发周期,为高性能计算提供了强有力的支持.     

GPGPU编程技术初探

伴随着GPGPU计算技术的不断发展,HPC高性能计算系统体系结构正在悄然发生着一场变革,这场变革为高性能计算发展提供了一个新的方向、CUDA是NIVIDIA公司提供的利用GPGPU进行并行运算应用开发的一套C语言编程平台,通过它可以利用特定显卡的高性能运算能力进行一些大规模高性能计算,有效提升计算机系统的使用效率,本文主要介绍GPU发展现状以及如何利用CUDA编程技术进行并行运算软件开发．     

面向异构计算的高性能计算算法与软件

研发适应国产异构计算环境的高性能计算算法与软件是非常重要的课题，对我国高性能计算软件研发匹配高性能计算硬件高水平发展的速度具有重要意义.首先，简要介绍高性能计算应用软件的现状、趋势和面临挑战，并对几类典型高性能计算应用软件开展并行计算算法特征分析，涵盖了宇宙N体模拟、地球系统模式、计算材料相场动力学、分子动力学、量子计算化学和格点量子色力学等多个问题、尺度和领域.其次，讨论了面向国产异构计算系统的对策，提炼出若干典型应用算法和软件的共性问题，涉及核心算法、算法发展、优化策略等.最后，面向异构计算体系结构，对高性能计算算法与软件进行了总结.     

高性能计算环境通用计算平台

随着高性能计算环境的持续运行,用户的计算需求快速增长,对资源的需求不断上升.环境急需扩充资源以提供更强大的计算能力,满足不同应用领域的计算需求,同时也对环境扩展性、易用性和可靠性提出更高要求.高性能计算环境通用平台从底层设计到上层页面实现了全新的蜕变,从用户角度出发设计了相关的功能模块,为用户提供更加优质的服务.本文围绕国家高性能计算环境通用计算平台展开叙述,重点介绍平台的整体结构、采用的关键技术、相关模块以及实现过程和最终效果.通过部署测试表明通用计算平台可满足现有用户的需求并将进一步扩大高性能计算环境的用户群,推动高性能计算在更多领域的发展,提高国家高性能计算环境影响力.     

计算生物学中的高性能计算(Ⅱ)—序列分析

序列分析是高性能计算应用的一个重要方向。随着高通量测序技术的发展,基因数据呈现爆炸性增长,对高性能计算的需求也更加迫切。介绍了高性能计算在序列分析中的应用和序列分析算法的并行实现,包括序列比对、检索、重测序、拼接等。     

基于智能存储设备的共享存储集群系统研究

随着越来越多的机构采用集群计算技术来实现高性能计算(HPC)--地球、海洋和大气科学、地震数据分析等科学研究和药物研究、汽车设计模型、商业业务冒险分析等商业应用,集群计算技术已经进化为开发高性能计算系统的主要的方法.所有的这些应用的计算都是公认的复杂.能够有效地管理与这些应用密切相关的数据集驱动了现在的集群计算技术的发展.采用智能存储设备(OSD)大大简化了元数据服务器的工作量,并且使得系统的管理和效率都得到了很大的提高.集中描述一个新的存储体系结构--基于智能OSD的共享存储集群计算系统.     

面向高性能计算的在线教育实践平台的研究与实现

我国在高性能计算专业人才培养方面存在短板,传统的课堂教学中理论学习居多,实践环节偏少。为提升我国高性能计算人才的培养水平,提供一个灵活可用的高性能计算教育实践平台成为一个亟待解决的问题。本文设计并实现了一个面向高性能计算的在线教育实践平台系统,包括在线课程模块、题库模块、互动社区模块、虚拟实验室模块。基于该系统,教师可以在线开展高性能计算的理论和实践教学,布置高性能计算相关作业和并行编程任务,也可以创建高性能计算题库。学生可以在线学习相关课程、提交课程作业、交流讨论、进行高性能计算编程练习。本系统的开发可以提升目前高性能计算相关课程实践教学的水平,方便同学们进行课程实践学习。     

“高性能计算应用专题”征文通知

征文宗旨高性能计算应用已经成为与高性能计算机系统研制并行的关键领域和方向,是促进高性能计算技术发展的必然途径·为了促进高性能计算应用在领域拓展、算法突破等方面的进展,经各有关方面同意,计划在《计算机研究与发展》正刊2007年第10期上开辟一个专题,欢迎从事高性能计算及相关研究的专家、学者踊跃投稿·征文范围①高性能计算的应用需求和发展②科学研究领域高性能计算应用(如气候模拟、数值气象预报、海洋模拟、天体物理、高能物理、加速器物理、核物理、凝聚态物理、纳米科学、生物信息学、生物医学、地球物理、空间科学、天文学…     

BLAS 库在多核处理器上的性能测试与分析

BLAS 库是高性能计算中最基本的数学库,它的性能对超级计算机的性能有着极大的影响.而且随着CPU多核化的发展,BLAS 的多核并行性能已经变得比与体系结构相关的单核性能更加重要.实验以流行于高性能计算的Xeon、Opteron 系列多核X86 处理器为例,全面测试了GotoBLAS、Atlas、MKL 和ACML 四种主流的BLAS 库的所有1,2,3 级函数,并覆盖了不同计算规模和多核并行方面的测试.通过测试结果,分析源代码、BLAS 库资料和论文的方式,分析BLAS 有效的优化和并行方法,以及它们所适合的平台.为BLAS 的优化、使用,甚至高性能处理器的发展上提供有益的建议.实验结果表明,比起一个逻辑处理强大但是复杂的处理器,一个cache 更大、性能更好,内存带宽更宽、延迟更小,主频更高的处理器往往能在高性能计算中取得更好的性能.同时,X86 平台上的状况对其他体系结构也有巨大的借鉴意义.     

基于Web Services的网格计算中间件研究

随着网格计算技术的发展和Web Services技术的出现,使得整合各种计算资源解决具有重大挑战性的科学和工程计算问题成为可能.在对已有的应用于高性能计算的网格计算系统Netsolve进行研究的基础上,结合Web Services技术提出了一种用于高性能计算的网格系统,并且在初步实现的基础上,探讨了系统的优缺点.     

2007年全国高性能计算学术年会征文通知

<正>2007年10月26-28日深圳·明华国际会议中心http://www.siat.ac.cn/hpcchina2007由中国计算机学会高性能计算专业委员会主办,中国科学院深圳先进技术研究院承办的"2007年全国高性能计算学术年会"将于2007年10月26日至28日在深圳召开。全国高性能计算学术年会是中国高性能计算领域一年一度的盛会,为相关领域的学者提供交流合作、发布最前沿科研成果的平台,并将有力促进中国高性能计算的发展。会议的学术内容及展览涵盖高性能计算应用特征分析、数据模拟与仿真、高性能计算机系统、网格应用、并行算法等多个领域。本届会议的主题是展示和推广高性能计算技术在各学科和领域的应用。欢迎从事高性能计算及相关研究的专家、学者踊跃投稿。     

串行RapidIO在多DSP系统中的应用初探

I/O技术在高性能计算的发展过程中是一个非常关键的技术.通过分析传统的共享总线技术的瓶颈,对DSP互连技术的发展前景进行了论述.提出一种应用RapidlO互连技术的多DSP系统方案.     

高性能计算的研究及应用

近些年来高性能计算迅猛发展，高性能计算得到了越来越广泛地应用，高性能计算已经成为一个国家综合实力的一个重要标志．我国在高性能硬件发面已经跻身国际先进水平，可是在高性能软件和应用方面和国际先进水平还有很大差距。针对目前这种现状，我国应该采取系列措施加以应对。