2024年中国高性能计算机发展现状分析

根据2024年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、体系结构和行业领域等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

2024年中国高性能计算机发展现状分析与展望

【目的】本文根据2024年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100新增4台系统,前十名系统未变,第一名Linpack性能仍为487PFlops。联想为系统数量冠军,联想、曙光和浪潮三强争霸的局面逐步演化为联想和浪潮的竞争。算力服务这一应用领域的占比依然超过70%,充分反映当前算力经济发展趋势。【结论】本文根据二十三届排行榜的性能数据,详细阐述了算力经济发展现状,并对未来中国内地高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。

KD-90普及型个人高性能计算机系统设计与性能优化

报道中国首台采用自主设计研制的龙芯3B 8核处理器的万亿次高性能计算机系统KD-90.该系统具有高计算密度、低功耗、低成本、低占地的特点,其应用SMP→CC-NUMA→Cluster 3级并行体系结构,采用通用协议与专用协议结合的互连网络硬件设计,实现了CC-NUMA机群架构关键技术的突破;应用矢量部件加速技术实现了一种通用处理器与向量协处理器相结合的编程模型.结合体系结构特点和操作系统内核对系统性能优化并进行了性能测试和分析.

高性能计算机用热管复合制冷系统设计研究

根据高性能计算机全天候温控的需要,提出了综合应用蒸气压缩和动力型分离式热管制冷技术的复合冷源方案。在冬季及春、秋过渡的低温季节,运行热管循环不仅大幅降低环控装置的能耗,而且可以避免在低温环境运行压缩式制冷易发生的冷启动、回油润滑等问题。提出了蒸气压缩制冷、蒸气压缩/热管复合制冷和热管制冷的分区工作模式,引入复合制冷模式有效拓宽了热管运行温区,大幅提高了制冷系统的综合COP。模拟分析了在北京地区应用热管复合制冷技术的节能性能,相比常规的压缩制冷节能率高达40%。研究表明:热管复合制冷系统具有显著的节能减排优势,特别适用于全天候工作的机房、基站等高热密度电子集成系统的温控。

虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用研究

随着高性能计算机系统规模的不断扩大,体系结构的日益复杂,其管理和使用也变得越来越困难。将虚拟化技术应用于构建高性能计算机系统有助于帮助开发人员高效管理和使用高性能计算机系统,使其发挥最大效能。本文详细分析了虚拟化技术在高性能计算机系统中已有的几个成功应用,总结了虚拟化技术应用于高性能计算领域时所面临的主要问题,最后对虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用前景进行了展望。

2013年中国高性能计算机发展现状分析及系统测评技术简析

根据2013年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。同时,对高性能计算机系统的测评技术,尤其是对用作排行榜性能测试的Linpack和国内外最近关注的HPCG两个软件包进行了简要分析。

国产个人高性能计算机系统研制

指出面向普及型系统的个人高性能计算机(personal high performance computer,PHPC)是高性能计算发展的一个重要方向.对PHPC研究的关键问题进行了分析,系统介绍了国产PHPC的发展历程和最新研制进展.该系列系统的研制经历了从KD-50、KD-50-E到KD-60、SD-1(深大-1)以及KD-90三个阶段,实现了在保持计算峰值能力为万亿次规模的情况下,不断减小体积及系统功耗.最终在KD-90上实现一款真正意义的可移动个人高性能计算系统.该系列系统的显著特点在于计算核心采用国产单核或多核处理器,自主研制高性能硬件体系结构,并利用Linux操作系统以及开源软件等作为支撑软件实现了核心芯片设计、基础硬件以及基础软件等关键技术.给出KD-90面向云计算应用的推广型号SD-30(深大-30)的设计思路.

基于Spring MVC的高性能计算机监视管理系统设计与实现

高性能计算机系统(HPC)是气象业务及科研应用的重要基础平台^([1])。为改变气象系统内部监视平台分散的现状,规范故障处理流程,保障系统稳定运行,国家气象信息中心对国家局和区域中心9套高性能计算机系统建立统一监视管理,提供一个能实时监视、故障流程化处理、性能分析、日志记录及统计查询的共享平台。监视管理系统采用Spring MVC框架技术,结合MVC设计模式和分层架构思想对系统的体系结构进行设计,达到了高内聚低耦合的目标,提高了项目的扩展性和开发效率。2016年8月监视管理系统业务运行,涵盖监视、管理、配置等核心服务项目,对气象业务和科研起到了有效的保障作用。

高性能计算机系统及平台发展状况分析

近年来,随着国家级高性能计算平台的相继建立,超级计算中心的运维模式也从过去强调购置开销向注重运营管理成本转变。在分析相关技术与应用发展趋势的同时,从高性能计算机系统、芯片等硬件设施和超级计算中心自身及应用等软环境两方面对超级计算中心发展现状做出分析,探讨制约超级计算中心可持续发展的相关问题。

面向大规模体系仿真的高性能仿真计算机系统

随着应用的不断深入,大规模体系仿真对计算资源的要求越来越高。归纳总结了大规模体系仿真所具有的"多样本"、"超实时"、"复杂模型解算"、"因果序协同"四个特点,分析了大规模体系仿真对计算平台在计算能力、通信、I/O、并行、建模开发等方面的需求,指出了目前国内大规模体系仿真软件上采用HLA架构、硬件上基于工作站联网或商用集群系统的解决方案存在的不足。在此基础上,介绍了研制的高性能仿真计算机系统的组成和主要关键技术突破,并给出了两个典型应用效果。应用表明,与HLA加通用高性能计算机的解决方案相比,高性能仿真计算机系统具有更好的使用效能和更高的产出率,对于一般的大规模体系仿真系统,效率可提高几十倍到数百倍不等。

高性能计算机系统中可视化负载信息的获取及性能分析工具:THPTii

由于并行应用程序的运行效率往往很低 ,如何帮助程序员提高性能就成为高性能计算中的重要问题 .本文介绍了一个基于 MPI的性能评价工具 ,它可以在应用程序运行的同时收集系统负载信息 ,跟踪程序流程 ,根据硬件资源情况对处理机进行分组 ,并将负载信息和程序流程同时以图形方式展示 .程序员可以藉此对并行应用程序运行情况进行监测 ,分析算法执行过程和系统负载的关系 ,找出性能瓶颈 ,发掘应用程序的潜力 ,最终提高应用程序的性能 .

高性能计算机电源系统设计的关键技术

本文讨论了高性能计算机电源系统设计的三个关键问题———确定电源架构、选择DC/DC电源和进一步提高电源系统的可靠性。本文作者根据实际工程设计经验,总结出解决这些问题的技术方案和方法。

高性能计算机系统电源设计

为了满足某高性能计算机系统高效率、低成本、高可靠的供电要求,采用了12V一级母线直流分布式供电系统进行设计。介绍了计算机柜和主板的电源设计框图和工作原理,对计算主板的电压调节模块进行了详细分析,建立了基于自适应电压定位控制的电压调节模块小信号模型,分析了输出阻抗和系统控制带宽,由此得出了补偿回路设计原则,最后实测了动态响应波形。应用结果表明,电源各项技术指标完全满足该系统供电要求。

中期数值预报系统T213L31在IBM/SP高性能计算机上的建立

在引进欧洲中期天气预报中心 (ECMWF)的全球谱模式的基础上 ,通过对原模式的分析改造 ,首次以分布与共享相结合的方式在国家气象中心IBM/SP高性能计算机上实现了全球谱模式的高效运行。采用调整向量长度、优化程序设计、完善消息传递机制和实现MPI与OpenMP的混合并行编程等方法 ,减少模式的通信量、计算量和内存的使用量 ,提高了计算效率。实现了在T2 1 3L31分辨率条件下 ,1 0天预报可以在 3h之内完成 ,达到业务对时限的要求。建立了与T2 1 3L31全球谱模式相配套的最优插值 (OI)并行处理分析系统 ,解决了由于观测站点在全球不均匀分布所带来的计算负载不均衡问题。在此基础上 ,实现了T2 1

E级高性能计算机系统中监控分系统的挑战与设计

随着E级高性能计算机系统组装密度成倍增加,结点规模不断扩大,监控分系统在可扩展性、可靠性、可服务性和高效运维上面临巨大挑战。针对这些挑战,从架构、网络、功能和运维4个方面介绍了监控分系统的设计思路,并通过原型系统验证了部分设计的可行性与优势,对未来E级系统的构建具有较大的支撑作用。

高性能计算机系统中Cache的组织方式及性能分析

文章在对高性能计算机系统中的 Cache结构研究基础上 ,将 Cache的三种组织方式作了分析和比较 ,并对各自的优缺点和使用场合提出了重要见解。

高性能计算机统一资源管理系统的设计与实现

高性能计算是气象业务及科研应用的重要的基础平台,中国气象局(CMA)近年来相继引进多套高性能计算机系统用以提高气象服务和研发能力。随着用户和应用的增加,如何有效管理高性能系统资源成为一个重要课题。本文详解介绍CMA高性能计算机系统统一资源管理平台的设计和实现,该系统可以对多套异构的高性能计算机系统进行统一的资源精细化统计分析和计费管理,通过该平台,系统管理员动态掌握系统的运行和资源使用情况,并据此调整系统资源分配调度策略,从而更合理高效的利用系统资源,有效提高系统运行效益。

高性能计算机资源管理系统改进设计与实现

为实现高性能计算机资源精细化的统计查询和跨区域调配管理,调研中国气象局(CMA)和各区域中心需求,分析现有资源管理系统的实现方法和不足,充分利用数据库索引和预处理技术优化数据结构,整合SSH和jQuery框架重新设计和实现资源管理系统。测试及业务应用表明,新系统在响应速度、系统可维护性、功能可扩展性和使用便捷性等诸多方面均得到提升。系统管理员可据此调整系统资源分配调度策略,用户可选择空闲时段和队列提交作业,从而更合理高效的利用系统资源,有效提高系统运行效益。

基于改进网络爬虫技术的高性能计算机程序切片级漏洞检测方法

由于高性能计算机程序通常具有复杂的结构和庞大的代码量,切片级漏洞往往隐藏在这些程序的深处,难以被轻易发现。为此,提出一种基于改进网络爬虫技术的高性能计算机程序切片级漏洞检测方法。将传统的单线程网络爬虫改进为多线程网络爬虫,通过改进后的网络爬虫技术,同时处理多个高性能计算机程序信息的抓取任务,高效爬取计算机程序网页信息。在爬取到的信息中,进行去重处理。根据预设的切片准则,对去重后的信息进行细致切片,提取出可能存在漏洞的计算机程序切片级可疑信息。对可疑信息聚类分析,将相似特征和模式的漏洞切片归为一类,能够准确地识别和检测出高性能计算机程序中的切片级漏洞。实验结果显示,所设计方法在误报率和漏报率方面均控制在1%以下,由此证明其在高性能计算机程序切片级漏洞精准检测方面的有效性。

IBM高性能计算机系统一次重大故障分析

IBM高性能计算机系统承担着中国气象局主要气象气候业务科研模式运行,整个系统的数据交换网络是通过HPS(High Performance Switch)来实现的。2006年9月21日,IBM高性能计算机系统的HPS网络发生故障,导致了科研分区不能使用,但没有影响业务模式系统。文章主要介绍了这次故障现象和解决办法。分析了故障发生的原因,并通过对故障的分析总结,探讨了目前存在的问题,以及以后的一些工作计划和建议。