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从超算榜TOP500看Cluster和MPP架构在超算系统中的实际应用

2018-06-30 来源:幸运彩快三平台网

2018年6月全球超级计算机排行榜Top500名单中,有437台超算采用的是Cluster集群架构,另外63台采用的是MPP大规模并行处理架构。

在前十名中,有4台采用的是Cluster,6台采用的是MPP。

幸运彩快三第一名,美国Summit超算采用的是Cluster,第二名中国太湖之光采用的是MPP架构。

那么超算系统采用Cluster和MPP架构各有什么什么特点?两者之间有什么区别?下面幸运彩快三平台网带您看下:

幸运彩快三当前HPC的主要架构包括Cluster集群和MPP(大规模并行处理)两种。

Cluster集群架构是目前最广泛的超级计算机架构。 

典型的HPC集群系统主要由五类计算(或网络)设备和三类网络组成。 

幸运彩快三五类设备主要是指管理节点及登录节点、计算节点、交换设备、I/O设备和幸运彩快三平台设备。当前有很多高性能服务器都采用CPU+加速处理器异构的方式,因此有些集群系统还包括加速节点。 

1)登录节点 

登录节点相当于用户访问集群系统的网关。用户通常登录到此节点上编译并提交作业。由于登录节点是外部访问集群系统强大计算或幸运彩快三平台能力的唯一入口,是整个系统的关键点。为了保证用户节点的高可用性,一般采用硬件冗余的容错方法,如采用双机热备份的方式,或者采用RAID(独立磁盘冗余阵列)幸运彩快三官网保证用户节点的数据安全性。 

登录节点一般对计算性能要求不高,整套集群根据需求配置数台机架式服务器即可。 

幸运彩快三2)管理节点 

管理节点是集群系统各种管理措施的控制节点。 

幸运彩快三3)计算节点 

整个集群的计算核心。有胖节点(多路)和瘦节点(双路)之分。 

4)异构节点 

通常异构节点同时使用CPU、GPU或MIC,可以大幅度提升计算效率。 

5)交换设备 

集群各节点之间需要通过网络连接在一起。 

6)I/O设备和幸运彩快三平台设备 

幸运彩快三平台数据和提高读/写带宽。 

幸运彩快三7)管理网络 

用户管理节点和各计算节点、I/O节点的互连,所连接的机器就是集群内部的本地机器,所以不需要高带宽和低延迟,同时还可以容忍一定的过预订率。千兆网很适合。 

8)计算网络 

幸运彩快三用于各计算节点的互连,是并行任务执行时的进程间通信的专用网络,并行计算的核心就是它和集群内其他节点交换信息的能力,通常称为IPC。 

计算网络现在多用InfiniBand网络或者万兆以太网等。 

幸运彩快三9)幸运彩快三平台网络 

幸运彩快三平台网络需要向HPC集群的节点提供数据访问服务。 

幸运彩快三有两种方法访问数据:一是数据由外部文件系统提供文件级别的访问,包括网络附属幸运彩快三平台;二是数据块级别的访问,包括直连式幸运彩快三平台或幸运彩快三平台区域网络可以分别使用基于SCSI或SCSI RDMA协议的光纤通道或IB幸运彩快三平台。

MPP是 Massively Parallel Processing的缩写。

幸运彩快三MPP 是将任务并行的分散到多个服务器和节点上,在每个节点上计算完成后,将各自部分的结果汇总在一起得到最终的结果。

总结:

在Cluster集群中,每台机器在内存,磁盘等方面基本上都独立于其他机器。它们在正常网络中使用一些变体进行互连。群集主要存在于程序员的脑海里,他/她如何选择分配工作。

在MPP大规模并行处理器中,实际上只有一台机器与数千个CPU紧密互连。MPP具有奇特的幸运彩快三平台器架构,允许与相邻处理器进行极高速的中间结果交换。

幸运彩快三主要的变体是SIMD(单指令多数据)和MIMD(多指令多数据)。在SIMD系统中,每个处理器同时执行相同的指令,仅在不同的内存位上执行。本质上,只有一个程序计数器。在MIMD机器中,每个CPU都有自己的PC。