工程技术中心的目标_国家高性能计算机工程技术研究中心_山东工程技术研究中心(2)

这个时代在高性能计算机上的伟大贡献显然是集群(Cluster)体系结构了。Cluster就是用标准化的互联网络(定制或商品化)将量产的高性能部件连接起来，用软件提供单一系统映像。在Cluster平台上，科学计算、事务处理和“Internet”时代特有的信息服务应用都能运行自如。典型的系统有IBM SP、HP AlphaServer SC以及计算所的曙光2000、曙光3000。

广泛使用期——HPC变成HPS

在广泛使用期，人们将看不到计算机系统，看到的是各种各样的服务，这就是IBM的按需计算，计算所提倡的网格计算所描叙的美妙未来。这个时代的本质变化是高性能服务(High Performance Service)，HPC变成HPS，这时的高性能计算机体系结构是什么，人们尚不知晓。但是我们可以预测一下现有的体系结构的走向。

在商业计算领域，IBM的大型主机会维持它在以银行交易结算为代表的特定领域的市场，但不会有大的发展了;SMP系统是主流，以大节点SMP系统构成的集群系统将不断进入企业，甚至是银行、证券这些最保守的领域。

在技术计算领域(technique computing)， MPP、cc-NUMA、VPP系统在最追求性能的应用领域会有一席之地，其中MPP/VPP在构造最大系统，最追求应用饱和性能的用户，以及资金充足的机构那里依然受到追捧;大型的cc-NUMA系统将逐渐走向衰落，理由有二：一是它的惟一优势是大物理内存，大量CPU共享内存的高效编程对用户是一件困难的事;二是用算法和软件的方式使用大内存，要有效和经济得多。但NUMA技术不会衰落，在IBM P690的板与板的互连中，AMP Opteron的CPU之间的互连中，都采用NUMA方式，只是规模较小而已。SMP系统由于应用的持续性，集群系统由于无可比拟的性能价格比将占据主流位置。

未来发展

高性能计算机的体系结构创新的挑战在哪里?我们认为在两个方面:一是满足新需求的技术创新，如电子商务、生物信息、信息安全、网格计算等都提出了新的需求;二是解决存在问题，集群技术无疑是应坚持的技术路线，但这一体系结构存在很多问题，如系统中有许多操作系统映像，天生单一系统映像差;当系统较大时，可扩展性和可靠性较差。计算所智能中心将重点放在四项技术上进行创新，分别是网格零件、数据密集技术、全频谱服务和集群计算。

开发环境—搭建应用的基础——清华大学 郑纬民 陈文光

并行程序的编程模型、运行环境、调试环境等都要比串行程序复杂得多。提供良好的高性能计算开发环境，一直是学术界和工业界所追求的目标。

目前比较流行的高性能计算系统，大体可以分为两类:一类是共享内存系统(SMP)，如IBM的P690，HP的SuperDome等，其特点是多个处理器拥有物理上共享的内存;一类是分布存储系统(DMP)，如MPP和集群系统，其特点是系统由多个物理上分布的结点组成，每个结点拥有自己的内存，结点通过高速以太网或专用高速网络连接。本文主要介绍这两类系统上的开发工具。

一、并行程序的开发模式

1. 共享内存模型

在共享内存模型中，一个并行程序由多个共享内存的并行任务组成，数据的交换通过隐含地使用共享数据来完成。此编程模式一般仅需指定可以并行执行的循环，而不需考虑计算与数据如何划分，以及如何进行任务间通信，编译器会自动完成上述功能。

目前流行的共享内存模型开发标准是OpenMP。OpenMP定义了一套编译指导语句，用于指定程序的并行性、数据的共享/私有等信息。其目标是为SMP系统提供可移植、可扩展的开发接口。OpenMP由OpenMP Architecture Review Board于1997年推出，现在已发展到2.0版。OpenMP支持的编程语言包括Fortran、C和C++。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-26149-2.html