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什么是超级计算机?[转贴]

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发表于 2005-2-15 11:29:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
超级计算机通常用于需要执行大量计算、处理大规模数据库或者二者兼具的科学上和工程上的应用程序。(超级计算机这一术语也可以是指速度慢了很多但仍然让人感觉很快的系统。)

实际上,大部分超级计算机系统是多台连接到一起的计算机,使用以下两种普通的并行处理方法之一来进行并行处理:

SMP,即对称多处理(symmetric multiprocessing)。
MPP,即大规模并行处理(massively parallel processing)。
在 SMP(也称为“紧耦合的(tightly coupled)”多处理和“共享所有”的系统)中,处理器共享内存和 I/O 总线或者数据通路,由单一的操作系统来控制这些处理器。在大部分 SMP 系统中,通常最多有十六个处理器。当执行在线事务处理(OLTP,在这类处理中,很多用户使用一组简单的事务来访问同一数据库)时,SMP 系统比 MPP 更具优势。这种装置中的动态工作负载平衡使得 SMP 可以出色地胜任这类任务。

MPP 系统(也称为“松耦合的(loosely coupled)”或者“无任何共享”的系统)的特性是:有很多处理器,每个处理器都有用于自己的操作系统的内存,可以同时处理同一程序的不同部分。系统使用一个消息接口和一组数据通路来使处理器彼此通信。可以有 200 个处理器从事同一任务。建立 MPP 系统可能会较复杂,因为当涉及到包装系统资源以及在处理器间分配任务时,需要制定很多计划(记住,没有东西 是共享的)。 MPP 系统的优势在于用户用来同时搜索数量极多的数据库的应用程序。

IBM Blue Pacific 是高端超级计算机的一个恰当例子。这个拥有 5,800 个处理器、3.9 teraflop 运算能力的系统(有 2.6 万亿字节的内存)是与 Lawrence Livermore National Laboratory 合作构建的,为的是模拟核反应的物理过程。

集群代表的是低端的超级计算,这是一种更可能自行构建(build-it-yourself)的方法。最流行而且最知名的示例之一是 Beowulf Project,它阐述了如何使用现成的 PC 处理器、快速以太网和 Linux 操作系统来手工构建(handcraft)超级计算机。

摘自:http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-clustknop.shtml

[ Last edited by was on 2005-2-15 at 11:32 AM ]
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发表于 2005-2-15 12:40:03 | 显示全部楼层
楼主要普及入门知识哦

在业内,人们对MPP是不屑一顾的,虽然构建简单,甚至习惯上不会把它称为真正的大型机
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 楼主| 发表于 2005-2-15 15:02:27 | 显示全部楼层
song  在 2005-2-15 12:40 PM 发表:

楼主要普及入门知识哦

在业内,人们对MPP是不屑一顾的,虽然构建简单,甚至习惯上不会把它称为真正的大型机


但问题是为什么top500里绝大多数都是MPP?

我觉得这个问题你太偏执了,如果不计代价当然是你说的那种巨型机好用,但是supercomputer的成本和可行性也是要考虑的。

这个问题我看是 分久必合 合久必分,最近这些年看来是 分 的可行性比较好。

说实话,直到现在你并没有在技术上说服我,一点技术结构的线索你都不能提供,所以我还是只能认为你的256opteron是集群,充其量是特别一点的集群。

[ Last edited by was on 2005-2-15 at 03:11 PM ]
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发表于 2005-2-15 15:47:02 | 显示全部楼层
早就说过了,在我使用的机器的具体情况我是不能说的,属于保密范围,不要在这方面有太多的纠缠了。

我昨天把三台机器运行了近16小时,你认为MPP的256 Opteron+2*128 Opteron能够计算出来2.1W?

许多特殊场合MPP是不能使用的,能效比、体积,不想多说了。总之,在我使用这几台机器以前,我自己有点都不相信。不过说多了会带来很多麻烦,到此为止。Top500里面大多是MPP的缘故仅仅是解决技术问题比较容易,但绝不是说SMP物理成本高,只是研发成本高而已,也就是技术含量不同。不过在计较能效比、移动性的特殊场合,SMP具有很大的优势。
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 楼主| 发表于 2005-2-15 17:07:15 | 显示全部楼层
song  在 2005-2-15 03:47 PM 发表:

早就说过了,在我使用的机器的具体情况我是不能说的,属于保密范围,不要在这方面有太多的纠缠了。

我昨天把三台机器运行了近16小时,你认为MPP的256 Opteron+2*128 Opteron能够计算出来2.1W?

许多特殊场合 ...


没错很多应用根本不能在mpp上跑,但现在很多关键应用还不是跑在mpp上,体积能效的问题要看利用率如何 和 如何利用,专有的巨型smp系统能跑的应用应该也不多吧?如何有效利用我看还是个大问题。你这几套系统看样子是很强的,多数运算资源还不是用来跑seti,smp又怎样?

关于物理成本、研发成本和技术含量:

物理成本要看产量,产量小物理成本绝对高的离谱。
smp研发成本当然高,但未必比mpp高,mpp有很多技术问题也不好解决,比如效率,节点连接技术等的开发成本未必低于smp。我觉得根本问题是:大型smp都是专有系统,不同系统之间根本不兼容,只能是专有厂商有限的技术力量来开发,这样就造成了成本大和开发周期长的问题。而现在流行的mpp系统多数基于开放标准的组件,兼容性比较好,多方面技术力量可以联合起来开发,这样开发成本和周期都优于smp系统。不开放的系统,谁知道黑盒子里面都是什么东西?所谓技术含量高低比较又有什么意义?
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发表于 2005-2-15 17:08:50 | 显示全部楼层
技术贴,技术贴,我喜欢技术铁,可惜song 因为工作原因不能参与讨论!
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 楼主| 发表于 2005-2-15 17:18:07 | 显示全部楼层
jerrytwh  在 2005-2-15 05:08 PM 发表:

技术贴,技术贴,我喜欢技术铁,可惜song 因为工作原因不能参与讨论!


呵呵,关于song的系统,我一直耿耿于怀,我并不是要技术方面的细节,笼统的说一下结构会有什么麻烦?难道世界上没有和song的机器同样结构的?

现在的巨型机只要是公众知道它存在的,似乎没有不公开系统结构的,top500列表里每台都标明了结构,比如什么类型的cpu,多少个cpu,myrinet/ge/Infiniband/Quadrics等等。
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发表于 2005-2-15 22:18:01 | 显示全部楼层
两位发电!
大家充电中!
请继续!
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发表于 2005-2-16 01:10:23 | 显示全部楼层
was  在 2005-2-15 05:18 PM 发表:

呵呵,关于song的系统,我一直耿耿于怀,我并不是要技术方面的细节,笼统的说一下结构会有什么麻烦?难道世界上没有和song的机器同样结构的?

现在的巨型机只要是公众知道它存在的,似乎没有不公开系统结构的, ...


据我所知,我使用的计算机最少有百台以上,可是没有一次公开的介绍,没有一个国家不是保密的,也只有做过唯一的一次展示(时间地点就不用说了),不要说“似乎”了。这不仅仅是保密的问题,也是包括“禁运”等诸方面问题。虽然这几台机器都可以进Top500,可惜不再列表中,只能等同某一台机器的效能。

在网上看到的东西与实际还是有相当大的差距的,还有许多具体方面的东西只能是一个粗略的介绍。比如,你见到过寻道时间仅仅45nS的磁盘吗?见到过砷化镓20G的CPU吗?许多东西我都没见到过,但是不等同于没有。尖端技术不等同于民用技术,少说一点吧,我可不想不花钱吃饭哦。

其实这也不算是技术帖,算是“科普”帖吧,可惜的是我使用的机器不能介绍,这一点其实我心里都有点YY。不过有一点可以看出来,楼主是不错的,就是没有实际接触过大型机。不接触就会停留在纸上谈兵,与实际有相当大的距离,建议楼主给自己创造机会,才能深入了解大中型计算机,到时候一天就可以达到果实超过楼主现在的计算量。

有一点感觉需要提醒一下,记得以前楼主说过“曙光4000A没有一点技术含量”,我不这么认为,只能说MPP比较容易构建一些——相对于SMP而言,我们国家还不具有构建具有中流水平SMP的技术实力。

关于大中型计算机的讨论实际上没有一点意义,到此为止吧,毕竟能够实际接触的人太少。我都想多出几位使用大中型机的朋友算SETI,最起码超过Taiwan有望,就是这一点有点让我耿耿于怀

[ Last edited by song on 2005-2-16 at 01:23 AM ]
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 楼主| 发表于 2005-2-16 17:47:59 | 显示全部楼层
song  在 2005-2-16 01:10 AM 发表:

据我所知,我使用的计算机最少有百台以上,可是没有一次公开的介绍,没有一个国家不是保密的,也只有做过唯一的一次展示(时间地点就不用说了),不要说“似乎”了。这不仅仅是保密的问题,也是包括“禁运”等诸方 ...


看样子我也不用耿耿于怀了,嘴严的狠,没希望了,song兄拿非技术性论据压人的做法,偶实在不敢苟同。粗略回一下吧:

估计song兄的smp大型机是自己研制的,肯定不是纸上谈兵了,呵呵,小弟是没接触过smp大型机,最多只用过4路的系统,前一阵看到有人卖10万以下的8路ibmx440,本来想买,后来考虑到万一出问题不好找配件,也不好找备用机,只好作罢,从这里就可以看出smp不好解决的问题是很多的!小型集群倒是玩过,感觉非io密集型应用效率还不错。

之前我一口咬定song兄的机器是集群,也是考虑过禁运的,看来高端系统的禁运还不是足够严密。

尖端技术可能先进的离谱,但不等同于实际可用技术。

科普贴没错。

"我们国家还不具有构建具有中流水平SMP的技术实力"  错!别说中流smp,通用单cpu还没有性能凑合的,还谈什么smp。

一定要超台湾,加油!我会尽可能利用手里的计算机来跑seti,但这里有我有个很重要的问题想提出,就是:

跑seti是否安全?!seti是不开放源码的,又是需要上internet的,来自多方面的安全问题就让人很不放心了,新的boinc的文档也说了无法保证安全。我觉得大家手里的机器如果是跑关键应用的最好还是用虚拟机类的技术把seti隔离一下。

[ Last edited by was on 2005-2-16 at 06:05 PM ]
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发表于 2005-2-16 18:15:53 | 显示全部楼层
早在28年前,我们自己就曾经有过ECL中规模IC构成的CPU组成SMP,当时这些完全是禁运的,可是当时两弹一星以后的国防进程从来没有停止过。现在有些不同了,随着许多变化,少奇的造船不如买船的起家方案作为兴国的过渡性政策导致。。。。

其实现在我们从政治的角度已经有了变化,已经开始从基础上搞这些东西了。有点扯远了。不要把我们自己看得太扁。

至于seti是否安全问题,我想不用担心。最起码在我这里不会出现问题。

前面说过,我可不想吃不要钱的饭,所以口风要严。严得很就罢了,不要“严得狠”那样夸张吧?
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发表于 2005-2-16 18:17:56 | 显示全部楼层
水过
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 楼主| 发表于 2005-2-16 18:23:01 | 显示全部楼层
国内的问题是拿什么cpu去smp?以目前情况看可能国产cpu8路的系统也赶不上人家普普通通随便卖的2路系统。

说到安全,甚至国家信息安全,cpu用人家的,操作系统用人家的,编译器和库用人家的,真是彻头彻尾让人担心,安全问题还是要考虑的,但可能用虚拟机隔离也白费,虚拟机技术也是人家的,不扯了,该干什么干什么好了,实际情况只能是能做到什么做什么吧。
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 楼主| 发表于 2005-2-16 18:25:25 | 显示全部楼层
[quote] song  在 2005-2-16 06:15 PM 发表:

严得很就罢了,不要“严得狠”那样夸张吧?quote]

是严得很,一般偶打错都会改的。
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发表于 2005-2-16 20:35:38 | 显示全部楼层
厉害
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