高性能计算(HPC).ppt

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1、高性能计算（ HPC）概念 指使用多处理器（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。 单指令（ SIMD）：跨多个处理器的同 时执行相同的计算指令和操作，理解 为计算单一任务 多指令（ MIMD）：跨多个处理器的同 时执行相同的计算指令和操作，理解 为计算多任务 计算分类 消息传递接口（ MPI） :节点间传递计算消息 函数库：提供计算过程中所必须的解释工具 高性能计算（ HPC）机组成 1、计算子系统 （可包含 CPU、 GPU、多路子节点） 2、网络子系统 （管理网络；计算网络（ Ethernet、 IB） 3、存储子系统（本地存

2、储、并行存储） 4、管理子系统 （对整个高性能计算平台运行性能进行实时 监控和管理功能，同时还实现用户交互接口，用户可以方便地登录到 高性能计算平台，申请功能服务器及硬件资源，启动、停止自己功能 服务器功能。） 5、软件子系统 （系统软件包括操作系统、编程语言、并行环境、 数学库、性能调优工具、管理软件、调度软件） 高性能计算设备拓扑 计算节点 高速 Infiniband 交换机 千兆交换机 局域网 Internet 路由器 防火墙 远程 存 储阵列 内网 外网 管理千兆 交换机 控制台 本地 KVM 以太网 Infiniband KVM网 光纤网 管理节点 存储节点 机房 如何做好 HPC的

3、销售工作 1、熟悉 HPC的核心 a) CPU （ basic、 standard、 advanced） b) 熟悉 Linpack的算法 c) 两代主流 CPU直接的比较 d) 熟悉内存和硬盘及 Raid技术 e) 了解用户计算软件应用情况 f) 了解用户计算网络环境需求 2、了解我们能为用户做什么 a) 机群硬件系统搭建 b) 机群软件系统安装 Linpack 理论峰值计算 什么是 Linpack？ 是国际上主流测试 HPC浮点运算能力的工具，影响其数值要素为：硬件、 软件及执行参数。 硬件： CPU、内存、网络 软件主要指： MPI 、数学库（函数库） 执行参数指：矩阵规模（计算一元 N

4、次方程矩阵，采用高斯消元法（就是 我们说的代入法），通常有 100、 1000、 N即自定义三种。） 理论浮点峰值 = CPU主频 CPU每个时钟周期执行 浮点运算 的次数 系统中 CPU核心数目 所以理论值和实际值是有差距的，目前要求 Linpack的人在逐渐减少 如何做好 HPC的销售工作 Raid 技术 a) Raid 0 b) Raid 1 c) Raid 5 计算网络 a) 千兆网络 b) Infiniband 高速计算网络 如何做好 HPC的销售工作 1、计算物理 主要应用软件： VASP 了解用户研究方向：物理计算方向有金属、半导体、绝缘体 了解关键词： Kpoint 4X4X4

5、 8X8X8 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、 CPU及 Kpoint 硬盘选型： I/O量小， SATA 网络选型：跟进 Kpoint 软件线性比：高 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 2、计算材料 主要应用软件： Materials Studio 了解用户研究方向：分子材料模拟、高分子材料 了解关键词：分子动力学；显示输出 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、材料不需要大内存，分子动力 学需要 硬盘选型：材料 I/O量小，选择 SATA，分子动 力学需要 SAS 网络选型：材料选择千兆，分子动力学选择 IB 软件线性比：高

6、 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 3、计算数学 主要应用软件： Gaussian 了解用户研究方向：科研基础软件 了解关键词：需要 CPU高主频，并行效果差 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、不需要大内存 硬盘选型： I/O量大， SAS 网络选型：不建议跨节点，需跨节点选择 IB 软件线性比：低 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 4、流体力学 /分子动力学 主要应用软件： CFD(Ansys、 Fluent)工程计算 软件 了解用户研究方向：流体材料、空气动力、 化学反应 了解关键词：并行效果高，动态负载均衡 C

7、PU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、需要大内存 硬盘选型： I/O量小， SATA 网络选型：需跨节点选择 IB 软件线性比：高 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 5、量子化学 主要应用软件： ADF 了解用户研究方向：物理光谱、分子计算、 材料计算 了解关键词：并行效果高，动态负载均衡 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、不需要大内存 硬盘选型： I/O量小， SATA 网络选型：需跨节点选择 IB 软件线性比：高 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 6、材料计算 主要应用软件： wien2k 了解用户研究方向：材料计算、电导率

8、 了解关键词：并行效果低 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、需要大内存 硬盘选型： I/O量大， SAS 网络选型：千兆网 软件线性比：高 如何做好 HPC的销售工作之应用 篇 6、理论化学计算 主要应用软件： NAMD+CHARMM;GROMACS;AMBER 了解用户研究方向：理论化学研究；材料计 算；分子 动力学 了解关键词：并行效果高 CPU选型： advanced 内存选型： 1、根据 CPU 2、需要大内存 硬盘选型： I/O量大， SAS 网络选型： IB 软件线性比：高 应用方向： 1、生命科学 2、自制程序 如何做好 HPC的销售工作之 GPU 应用 Tesla 系列 GPGPU 厂商 GPGPU硬件产品 编程环境 CUDA 应用情况 应用软件的 较为广范的 支持 如何做好 HPC的销售工作之 GPU 应用 支持 GPGPU 的 生物计算软件 GROMACS 支持 GPGPU 的 生物计算软件 NAMD 支持 GPGPU 的 生物计算软件 HMMER 支持 GPGPU 的 生物计算软件 MUMmerGPU 支持 GPGPU 的 生物计算软件 AxRecon