高效能计算机系统设计与应用PDF电子书下载

第1章 高效能计算机的系统架构 1

1.1高效能计算机发展与系统分类 1

1.1.1 HPC的定义 1

1.1.2 HPC的诞生 1

1.1.3 HPC发展与应用 2

1.1.4 HPC架构分类 6

1.1.5 HPC发展遭遇的瓶颈 8

1.2异构并行技术的兴起 9

1.3新型众核芯片的发展 13

第2章 千万亿次计算时代的高效能计算机 16

2.1国际上领先的千万亿次高效能计算机 16

2.2中国走入千万亿次时代 18

2.2.1天河1号与天河2号 19

2.2.2神威蓝光 22

第3章 高效能计算系统构建的一般规则 24

3.1高效能集群计算系统的组成 25

3.2构建性能均衡的高效能计算系统 28

3.3高效能计算系统的管理 29

3.3.1监控管理 30

3.3.2作业调度 31

第4章十万亿次级别高效能计算系统设计 33

4.1构建十万亿次的高效能计算系统 33

4.1.1以同构方式构建十万亿次集群 35

4.1.2以异构方式构建十万亿次集群 37

4.2构建二十万亿次的高效能计算系统 37

第5章 百万亿次级别高效能计算系统设计 41

5.1集群架构设计 41

5.1.1方案概述 41

5.1.2集群总体描述 42

5.1.3系统拓扑图 42

5.1.4计算节点 43

5.1.5管理/登录/调度节点 44

5.1.6 GPU节点 44

5.1.7并行文件存储系统 44

5.1.8计算网络 45

5.1.9管理网络 45

5.1.10 IPMI专用网络 46

5.2机房建设与改造 47

5.2.1机房设计总体原则 47

5.2.2机房总体设计依据 48

5.2.3机房环境要求 49

5.2.4机房改造整体规划 49

5.3绿色低功耗设计 51

5.4全方位实时监控 52

5.4.1监控说明 52

5.4.2监控系统结构描述 53

5.4.3监控子系统的实现和功能 54

5.4.4监控系统功能描述 57

第6章 高效能计算机应用环境的构建 58

6.1 CPU并行系统应用环境构建 58

6.1.1硬件环境构建 58

6.1.2软件环境构建 59

6.1.3开发环境构建 60

6.2异构并行系统应用环境构建 62

6.2.1硬件环境构建 63

6.2.2软件环境构建 64

6.2.3开发环境构建 66

第7章 高效能并行应用软件开发 70

7.1 CPU并行系统的应用开发 70

7.1.1 CPU并行系统的应用计算模式 70

7.1.2 CPU并行系统的应用软件开发 71

7.2异构并行系统的应用开发 77

7.2.1异构并行应用软件概述 77

7.2.2 CPU＋GPU异构并行应用软件开发 78

7.2.3 CPU＋MIC异构并行应用软件开发 96

第8章 高效能计算综合评测体系 113

8.1高效能计算应用的发展现状 113

8.1.1高效能计算技术对应用的影响 113

8.1.2高效能计算应用的现状和挑战 114

8.2传统高效能计算系统评测 115

8.3浪潮高效能计算应用评测 118

8.3.1高效能计算应用评测方法 118

8.3.2高效能计算理论原理性能预测 122

8.4浪潮高效能计算应用需求的划分 124

8.5高效能计算应用特征剖析示例 126

8.5.1计算密集型应用 126

8.5.2内存约束型应用 132

8.5.3存储密集型应用 140

8.5.4网络密集型应用 147

8.6高效能计算学科方向研究进展和展望 152

8.6.1材料科学与量子化学 152

8.6.2生命科学与分子动力学 154

8.6.3大气科学 155

8.6.4石油地质勘探 156

8.6.5计算流体力学与CAE仿真 158

第9章 百亿亿次超级计算机展望 160

9.1百亿亿次超级计算机面临的挑战 161

9.1.1百亿亿次对系统的影响 161

9.1.2百亿亿次对应用的影响 163

9.2百亿亿次超级计算机设计构想 170

参考文献 176