高性能计算 _生活百科

文章插图
高性能计算【高性能计算】高性能计算(High performance computing ，缩写HPC) 指通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系统和环境。有许多类型的HPC 系统，其範围从标準计算机的大型集群，到高度专用的硬体。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网路互连，比如那些来自 InfiniBand 或 Myrinet 的网路互连。基本的网路拓扑和组织可以使用一个简单的汇流排拓扑，在性能很高的环境中，网状网路系统在主机之间提供较短的潜伏期，所以可改善总体网路性能和传输速率。
基本介绍中文名：高性能计算
外文名：High performance computing
缩写：HPC
概述图1显示了一网状 HPC 系统。在网状网路拓扑中，该结构支持通过缩短网路节点之间的物理和逻辑距离来加快跨主机的通信。儘管网路拓扑、硬体和处理硬体在 HPC 系统中很重要，但是使系统如此有效的核心功能是由作业系统和套用软体提供的。

文章插图
图1.HPC 网状网路拓扑HPC 系统使用的是专门的作业系统，这些作业系统被设计为看起来像是单个计算资源。正如从图1和图2中可以看到的，其中有一个控制节点，该节点形成了 HPC 系统和客户机之间的接口。该控制节点还管理着计算节点的工作分配。对于典型 HPC 环境中的任务执行，有两个模型：单指令/多数据 (SIMD) 和多指令/多数据 (MIMD) 。SIMD在跨多个处理器的同时执行相同的计算指令和操作，但对于不同数据範围，它允许系统同时使用许多变数计算相同的表达式。MIMD允许HPC 系统在同一时间使用不同的变数执行不同的计算，使整个系统看起来并不只是一个没有任何特点的计算资源（儘管它功能强大），可以同时执行许多计算。不管是使用 SIMD 还是 MIMD ，典型 HPC 的基本原理仍然是相同的：整个HPC 单元的操作和行为像是单个计算资源，它将实际请求的载入展开到各个节点。HPC 解决方案也是专用的单元，被专门设计和部署为能够充当（并且只充当）大型计算资源。比较格线计算概述格线对于高性能计算系统而言是相对较新的新增内容，它有自己的历史，并在不同的环境中有它自己的套用。格线计算系统的关键元素是格线中的各个节点，它们不是专门的专用组件。在格线中，各种系统常常基于标準机器或作业系统，而不是基于大多数并行计算解决方案中使用的严格受控制的环境。位于这种标準环境顶部的是套用软体，它们支持格线功能。格线可能由一系列同样的专用硬体、多种具有相同基础架构的机器或者由多个平台和环境组成的完全异构的环境组成。专用计算资源在格线中并不是必需的。许多格线是通过重用现有基础设施组件产生新的统一计算资源来创建的。不需要任何特别的要求就可以扩展格线，使进一步地使用节点变得比在典型HPC环境中还要轻鬆。有了HPC解决方案，就可以设计和部署基于固定节点数的系统。扩展该结构需要小心规划。而扩展格线则不用考虑那幺多，节点数会根据您的需要或根据可用资源动态地增加和减少。儘管有了拓扑和硬体，格线就可以以图1和图2中所示结构的相同结构为基础，但使用标準网路连线组件支持格线也是有可能的。甚至可以交叉常规网路边界，在WAN或网际网路上合併计算资源，如图3所示。