超级计算就是简单的CPU堆积吗?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 20:00:57
超级计算机(supercomputer),通常是指聚集数以千计万计甚至更多的处理器(机)能够执行一般个人电脑和服务器无法处理的大信息量高速运算的计算机。
如果把普通计算机的运算速度比做成人走路,那么超级计算机就达到了火箭的速度。
超级计算机非简单的CPU堆积
超级计算机需要很多专有的技术来保证众多的处理器(机)一起协同并行处理,它不是简单的CPU的堆积。超级计算机的发展经历了从向量机、对称多处理机、大规模并行处理机到目前主流的集群的体系结构的变化。
集群架构是利用高速通信网络将专用于超级计算的计算节点服务器组进行互联,在并行程序设计与可视化人机交互集成开发环境的支持下,统一调度协同处理,来实现大量CPU计算能力的高效并行工作。
超级计算涉及的关键技术非常多,包括适用于超级计算的多/众核处理器技术、高速大容量的数据缓存技术、能够处理大量并发请求的低延迟高带宽的互联网络技术、以及低能耗的降温散热技术等等。
现在,人们已不满足于CPU的计算能力,正在发展辅助CPU进行计算的异构加速计算技术,可以令超级计算系统的计算能力在同等功耗下得到成倍的提升。
此外,实现超级计算还需要能够将上述先进硬件组织起来共同计算的并行程序开发技术和监控管理、作业调度的技术。
超级计算,应用为王。如何将上百万的处理器核心统一调度,并令应用程序能够将计算任务有效地分配在众多计算核心上,提升利用效率,是提升硬件指标之外超级计算领域关注的另一技术焦点。
可应用于油气勘探、新能源等多个领域
超级计算机的应用已不局限于基础科学研究领域,它正在经济建设、社会发展、人民生活的方方面面发挥着重要作用。
油气勘探、新能源、飞机设计优化、大型流体机械节能、汽车碰撞模拟、高速列车设计、大型工程项目的模拟仿真等都有超级计算的用武之地。
超级计算也和人民生活息息相关,精准数值天气预报、基于计算机模拟的新药发现、减灾防灾、环境污染治理、大规模信息服务、数据挖掘与知识发现、数字媒体与文化创意等都需要超级计算机的鼎力相助。
打个比方,近期我国南方多省市遭受暴雨洪涝灾害,如果我们有足够强大的超级计算机和更精确的数值气象预报软件、更丰富的气象观测资料结合,那么一方面可以更精准地预报暴雨到来的时间、区域分布和降水预测,比如下午3点到4点某1平方公里范围区域的降水量会达到300毫米等,让公众做好准备;另一方面,也能结合特定区域的城市建筑、地质构造、市政设施等情况,去预测分析这样的降水量如何进行防灾减灾应对。
从这个意义上来看,超级计算机真能应用好的话,可能未来自然灾害还是会发生,但造成的灾害损失就会小很多。
超级计算机的商业价值主要体现在使用超级计算机研发出来的成果,推动产生巨大的社会和经济价值。比如过去传统的新药开发过程中需要对新药潜在化合物进行实验筛选,一种新药从研发、实验到批准进入临床需要至少十几年甚至几十年以上的时间,而在引入超级计算机后可以对数以万计的潜在化合物进行计算机快速筛选,从而大幅缩短筛选周期提高筛选命中率,从而加速新药研发成功并快速进入临床,从而为人类疾病提供更丰富的治疗方案,新药销售也为制药公司创造更多商业价值。
http://news.mydrivers.com/1/304/304607.htm

超级计算机(supercomputer),通常是指聚集数以千计万计甚至更多的处理器(机)能够执行一般个人电脑和服务器无法处理的大信息量高速运算的计算机。
如果把普通计算机的运算速度比做成人走路,那么超级计算机就达到了火箭的速度。
超级计算机非简单的CPU堆积
超级计算机需要很多专有的技术来保证众多的处理器(机)一起协同并行处理,它不是简单的CPU的堆积。超级计算机的发展经历了从向量机、对称多处理机、大规模并行处理机到目前主流的集群的体系结构的变化。
集群架构是利用高速通信网络将专用于超级计算的计算节点服务器组进行互联,在并行程序设计与可视化人机交互集成开发环境的支持下,统一调度协同处理,来实现大量CPU计算能力的高效并行工作。
超级计算涉及的关键技术非常多,包括适用于超级计算的多/众核处理器技术、高速大容量的数据缓存技术、能够处理大量并发请求的低延迟高带宽的互联网络技术、以及低能耗的降温散热技术等等。
现在,人们已不满足于CPU的计算能力,正在发展辅助CPU进行计算的异构加速计算技术,可以令超级计算系统的计算能力在同等功耗下得到成倍的提升。
此外,实现超级计算还需要能够将上述先进硬件组织起来共同计算的并行程序开发技术和监控管理、作业调度的技术。
超级计算,应用为王。如何将上百万的处理器核心统一调度,并令应用程序能够将计算任务有效地分配在众多计算核心上,提升利用效率,是提升硬件指标之外超级计算领域关注的另一技术焦点。
可应用于油气勘探、新能源等多个领域
超级计算机的应用已不局限于基础科学研究领域,它正在经济建设、社会发展、人民生活的方方面面发挥着重要作用。
油气勘探、新能源、飞机设计优化、大型流体机械节能、汽车碰撞模拟、高速列车设计、大型工程项目的模拟仿真等都有超级计算的用武之地。
超级计算也和人民生活息息相关,精准数值天气预报、基于计算机模拟的新药发现、减灾防灾、环境污染治理、大规模信息服务、数据挖掘与知识发现、数字媒体与文化创意等都需要超级计算机的鼎力相助。
打个比方,近期我国南方多省市遭受暴雨洪涝灾害,如果我们有足够强大的超级计算机和更精确的数值气象预报软件、更丰富的气象观测资料结合,那么一方面可以更精准地预报暴雨到来的时间、区域分布和降水预测,比如下午3点到4点某1平方公里范围区域的降水量会达到300毫米等,让公众做好准备;另一方面,也能结合特定区域的城市建筑、地质构造、市政设施等情况,去预测分析这样的降水量如何进行防灾减灾应对。
从这个意义上来看,超级计算机真能应用好的话,可能未来自然灾害还是会发生,但造成的灾害损失就会小很多。
超级计算机的商业价值主要体现在使用超级计算机研发出来的成果,推动产生巨大的社会和经济价值。比如过去传统的新药开发过程中需要对新药潜在化合物进行实验筛选,一种新药从研发、实验到批准进入临床需要至少十几年甚至几十年以上的时间,而在引入超级计算机后可以对数以万计的潜在化合物进行计算机快速筛选,从而大幅缩短筛选周期提高筛选命中率,从而加速新药研发成功并快速进入临床,从而为人类疾病提供更丰富的治疗方案,新药销售也为制药公司创造更多商业价值。
http://news.mydrivers.com/1/304/304607.htm
如果简单累加就能变成先进的话,印度也不至于被称为阿三了。


几年前看到的一个节目,国防科大的研究超级计算机,一个CPU差不多就是1000美,还是批量采购的。

几年前看到的一个节目,国防科大的研究超级计算机,一个CPU差不多就是1000美,还是批量采购的。
万丈高楼就是砖头堆成
这跟编程也是很像的,一个小功能的代码块不多,阅读修改很方便,但要把很多小代码块连起来实现更多的功能,实现更好的界面,这里面的学问就多了


摩天大楼就是把水泥钢筋堆积几百米而已吗?

摩天大楼就是把水泥钢筋堆积几百米而已吗?
架构。跟人力资源管理一个道理吧。
这年头的超蒜,谁还玩CPU堆积啊。

都GPU堆积了

FISH_0925 发表于 2014-5-15 10:33
其实超级计算机为了加强浮点计算,用了很多GPU。几年前看到的一个节目,国防科大的研究超级计算机,一个CPU ...


相反,GPU的浮点计算能力是没办法与CPU相比的,GPU的优势是大规模并发式的流处理,在GPGPU的概念再次流行之后,GPU的浮点计算能力才有了质的进步,但也无法与常规的CPU相比

当然,我指的是单核单线程的比较
FISH_0925 发表于 2014-5-15 10:33
其实超级计算机为了加强浮点计算,用了很多GPU。几年前看到的一个节目,国防科大的研究超级计算机,一个CPU ...


相反,GPU的浮点计算能力是没办法与CPU相比的,GPU的优势是大规模并发式的流处理,在GPGPU的概念再次流行之后,GPU的浮点计算能力才有了质的进步,但也无法与常规的CPU相比

当然,我指的是单核单线程的比较
计算理论和软件已经能够确保新增硬件资源的充分利用了,剩下的当然是堆硬件。

无畏之前战列舰五花八门,无畏一出,还不都是在堆吨位、堆装甲、堆火炮,直到战列舰被淘汰为止。


搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什么?
会不会连电费都不出本啊,那玩意就是个电老虎!

搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什么?
会不会连电费都不出本啊,那玩意就是个电老虎!
cpu是超算的砖头
jeff.v 发表于 2014-5-15 10:44
相反,GPU的浮点计算能力是没办法与CPU相比的,GPU的优势是大规模并发式的流处理,在GPGPU的概念再次流行 ...

那看来是我记错了。我看的那个片子里面确实说了GPU有什么地方比CPU强。
轰五 发表于 2014-5-15 10:46
搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什 ...

电费确实比较多。但是利用率什么具体我不知道。估计核弹模拟,气动布局什么的计算上会用上,所以这个也是大国实力的标志之一,是必须要有的。
FISH_0925 发表于 2014-5-15 10:48
那看来是我记错了。我看的那个片子里面确实说了GPU有什么地方比CPU强。
GPU的大规模并发处理能力要远远强于CPU的,虽然单核单线程的比较不如CPU,但是整体比较前者的并行度是远高于后者的。两者是不同的设计目的,面向处理不同的数据,各有优势,目前来看也无法得出谁有被谁取代的趋势的结论,倒是Intel的Phi比较有意思,以GPU的模式整合了很多CPU的核心,也许这是将来并行高性能发展的一个方向吧。
轰五 发表于 2014-5-15 10:46
搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什 ...
目前,中国经济对于超算有着很大的需求。与会的4大超算中心负责人透露,按运行时间看,国内超算中心的资源利用率普遍都在70%以上,有的甚至超过80%。相比之下,国外超算中心的利用率普遍在60%左右。
http://news.mydrivers.com/1/224/224365.htm

ni0321 发表于 2014-5-15 10:57
目前,中国经济对于超算有着很大的需求。与会的4大超算中心负责人透露,按运行时间看,国内超算中心的资 ...


你发的后面还有一段:不过,由于利用率过高、客户排队问题严重,降低了服务质量。上海超算中心主任奚自立介绍说,受限于软件开发和应用支持,设备运行时资源利用率低下,是当前应用瓶颈的核心所在。
他指出,虽然上海超算中心拥有200万亿次计算能力,但是只有20-30%运算任务能够扩展到10万亿次,有20-30%的计算任务能够利用的计算力低于2万亿次。奚自立认为:“应用无法发挥机器的真实性能,中国就称不上超算强国。”

   恰恰说明由于国内软件的滞后,超算的计算能力被严重浪费了。有强大的计算能力却发挥不了,也就是性能过剩了啊。


ni0321 发表于 2014-5-15 10:57
目前,中国经济对于超算有着很大的需求。与会的4大超算中心负责人透露,按运行时间看,国内超算中心的资 ...


你发的后面还有一段:不过,由于利用率过高、客户排队问题严重,降低了服务质量。上海超算中心主任奚自立介绍说,受限于软件开发和应用支持,设备运行时资源利用率低下,是当前应用瓶颈的核心所在。
他指出,虽然上海超算中心拥有200万亿次计算能力,但是只有20-30%运算任务能够扩展到10万亿次,有20-30%的计算任务能够利用的计算力低于2万亿次。奚自立认为:“应用无法发挥机器的真实性能,中国就称不上超算强国。”

   恰恰说明由于国内软件的滞后,超算的计算能力被严重浪费了。有强大的计算能力却发挥不了,也就是性能过剩了啊。

人难道是简单的器官堆积而成的吗??
摩天大楼就是把水泥钢筋堆积几百米而已吗?
同意!没有测量设计计算能上10算牛逼了
轰五 发表于 2014-5-15 10:46
搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什 ...
我记得看过好像是12年还是13年的一个数据,中国所有的超算都排队到16年了,现在不是过剩,是不够用啊。
我家有几台旧电脑,一台奔2,一台赛扬4,一台奔4,都感觉性能不够了,谁说能堆积起来的帮我堆积一下吧,最好连显卡声卡网卡内存硬盘也能堆积一下。
轰五 发表于 2014-5-15 11:03
你发的后面还有一段:不过,由于利用率过高、客户排队问题严重,降低了服务质量。上海超算中心主任奚自 ...
其实软件应用水平也和国家整体工业技术水平相关,你说的这些数据,也说明超算利用的数量上来了,质还需要提高,就跟现在的中国经济一样。
一方面是受中国整体工业技术水平的限制,有些超算高端需求尚未完全成长起来;但另一方面我想可能是更主要的,目前超算的软件技术还跟不上需求,导致一些需求得不到满足,成为了超算硬件和需求之间的瓶颈,从这个角度说,”性能过剩“其实和”需求很多“其实并不矛盾。
本来就不可能那么简单
这是个系统工程~
AT力场 发表于 2014-5-15 11:09
我家有几台旧电脑,一台奔2,一台赛扬4,一台奔4,都感觉性能不够了,谁说能堆积起来的帮我堆积一下吧,最 ...
家用的话,玩Jetson TK1 Embedded Development Kit吧。
i火星人i 发表于 2014-5-14 21:38
万丈高楼就是砖头堆成
你确认砖头能堆成万丈高楼?自重都能把砖头压碎了吧。

这里说的就是这个意思,到达一定规模后,简单累加就不行了。
轰五 发表于 2014-5-14 21:46
搞那么多超算真的有必要?都说说这些个超算的利用率是多少?上面都跑过什么计算?用来运算的软件都有些什 ...
这你不懂,就当你是提问吧。

举例来说,深圳那边有许多生物医药公司,他们就需要大量的超算服务。比如医药领域,药物筛选,在很大程度上减少药物效果实验的代价。还有基因测序、汽车碰撞模拟等等。澳门的赌场也跑数据分析。

2012年的数据,按机时算,全国超算利用率超过70%,高于世界平均水平。

轰五 发表于 2014-5-15 11:03
你发的后面还有一段:不过,由于利用率过高、客户排队问题严重,降低了服务质量。上海超算中心主任奚自 ...
现在的项目越来越复杂,国内转型速度还是很快的。干事情我觉得还是可以超前点的,就像前些年修高速公路似的。
所有的程序归根结底还都是01加减法累积而成的,认为超算是cpu堆积的,可以试试写个unix出来给人看看。超算没有用,美国人为什么对中国进行技术限制,不对中国出口超级计算机?超算简单,为什么中国人以前就是被卡脖子?凡中国人会的,就是简单的,凡中国人花力气去搞的,那就是没有用处的花架子--不过是屁股决定脑袋罢了。
超级计算机不是没有用,而是永远不够用,哪怕运算速度再提高若干个指数倍,也是不够的,改进算法的难度要比提高计算机速度的难度要大的多,就目前而言只有超算解决的慢的担忧,而无需担心没有任务给超算工作。
这个说起来容易,做起来难


现在的这些集群和上世纪的那些超级计算机的思想已经完全不同了。用ps2组集群性能也相当不错。正如前面提到的,真正能完全发挥超算威力的计算任务实际上是不多的。我觉得可负担性还是一个很重要的目标。

现在的这些集群和上世纪的那些超级计算机的思想已经完全不同了。用ps2组集群性能也相当不错。正如前面提到的,真正能完全发挥超算威力的计算任务实际上是不多的。我觉得可负担性还是一个很重要的目标。
如果真是这么简单,那超算就不值钱了,可惜,不是这么简单。。。
家用的话,玩Jetson TK1 Embedded Development Kit吧。
把几台电脑的CPU通过特殊方法弄成一个多核Cpu,相信有大神可以做到。
其实最强大的计算机应该是相等能耗下运算速度最快的计算机。不然一台比一台耗电,一座水电站只能带一台计算机。
i火星人i 发表于 2014-5-15 10:38
万丈高楼就是砖头堆成
砖楼盖不高的,高的都是钢混结构的。
所以架构很重要,设计也很重要。
猫是邪恶的 发表于 2014-5-15 10:41
这年头的超蒜,谁还玩CPU堆积啊。

都GPU堆积了
GPU空有超强浮点,但是指令上就太麻烦了。
所以一般都是做协处理用的......
馒头和DX12是不能完全解决问题的。
超算API不知道是不是要自己搞.....
猫是邪恶的 发表于 2014-5-15 10:41
这年头的超蒜,谁还玩CPU堆积啊。

都GPU堆积了
GPU空有超强浮点,但是指令上就太麻烦了。
所以一般都是做协处理用的......
馒头和DX12是不能完全解决问题的。
超算API不知道是不是要自己搞.....
jeff.v 发表于 2014-5-15 10:52
GPU的大规模并发处理能力要远远强于CPU的,虽然单核单线程的比较不如CPU,但是整体比较前者的并行度是远 ...
INTEL独显折腾几次了,都未果,如今可倒好,赶上GPU计算的好光景,咱不做独显了,做协处理器。
未来的至强phi貌似脱离CPU——或者说人家本身就带CPU了。
不玩CS的T 发表于 2014-5-18 15:08
INTEL独显折腾几次了,都未果,如今可倒好,赶上GPU计算的好光景,咱不做独显了,做协处理器。
未来的至 ...
总体来看,phi的单机加速能力还是非常可观的,它不仅对传统高级编程语言的支持非常好,同时可以在其上运行操作系统,这是GPU无法做到的

jeff.v 发表于 2014-5-18 15:27
总体来看,phi的单机加速能力还是非常可观的,它不仅对传统高级编程语言的支持非常好,同时可以在其上运 ...


嗯,其实我想挨骂的的也可以搞这种,毕竟现在“未来是融合”的口号喊得震天响。
淫威大也很着急搞自己的CPU......
当年收购冶天挨骂的是下了大本,耗了好久才回血。
如今可倒好,几乎就靠这个吃饭了。
挖矿、通用计算让高端GPU芯片供不应求,十分抢手。
当然,挖矿不可避免的带来返修率畸高的问题——发达国家质保可都不含糊啊。
FX系列目前很郁闷,执行效率低——其实很大一部分原因是被wintel压制。
可APU却搞得风生水起......
当然,服务器和工作站领域还有惨无人道的真16核皓龙......
可普通人消费不起,一颗定一台机器好PC了。
还有G34的板子也好贵啊。
当然玩二手洋垃圾另算。
未来支持GPU加速的软件只会越来越多,所以挨骂的同INTEL在传统CPU领域的“巨大”差距未来可能显得没那么要紧了。
当然挨骂的可能更不着急更新FX系列了。


jeff.v 发表于 2014-5-18 15:27
总体来看,phi的单机加速能力还是非常可观的,它不仅对传统高级编程语言的支持非常好,同时可以在其上运 ...


嗯,其实我想挨骂的的也可以搞这种,毕竟现在“未来是融合”的口号喊得震天响。
淫威大也很着急搞自己的CPU......
当年收购冶天挨骂的是下了大本,耗了好久才回血。
如今可倒好,几乎就靠这个吃饭了。
挖矿、通用计算让高端GPU芯片供不应求,十分抢手。
当然,挖矿不可避免的带来返修率畸高的问题——发达国家质保可都不含糊啊。
FX系列目前很郁闷,执行效率低——其实很大一部分原因是被wintel压制。
可APU却搞得风生水起......
当然,服务器和工作站领域还有惨无人道的真16核皓龙......
可普通人消费不起,一颗定一台机器好PC了。
还有G34的板子也好贵啊。
当然玩二手洋垃圾另算。
未来支持GPU加速的软件只会越来越多,所以挨骂的同INTEL在传统CPU领域的“巨大”差距未来可能显得没那么要紧了。
当然挨骂的可能更不着急更新FX系列了。