大规模并行程序设计作业-泰山服务器&天河2号

一.世界排名top-10超级计算机

二.选择的超算

三.天河2号-硬件架构

1.系统架构：

其中混合式异构共享式存储系统如下：

2.处理器类型

中央处理器：采用X86-64架构
Xeon E5-2692v2 12核心处理器，共32000个。基于英特尔Ivy Bridge微架构（Ivy Bridge-EX核心），采用22纳米制程，峰值效能0.2112 TFLOPS。
协处理器：
运算加速使用基于英特尔集成众核架构的Xeon Phi 31S1P协处理器，共48000个。运行时钟频率为1.1GHz，拥有57个x86核心（实际上拥有61个核心，因启用全部核心时会存在运算周期协调冲突之问题，因此先遮蔽4个x86核心），每个x86核心籍由特殊的超执行绪技术能运作4个线程，产生峰值效能为1.003 TFLOPS。
前端处理器：
计算节点前端处理器为4096颗中国国防科技大学研发的FT-1500 16核心SPARC V9架构的处理器，40奈米制程，运作时脉1.8GHz，热设计功耗 65瓦，峰值效能144 GFLOPS。主要作运算任务排程管理之用。

3.网络

采用adaptive Interconnect，其中Network Interface Chip(NIC)带宽参数为：14Gbps * 8 lane,12Gb/s。功能扩展：
- 低延迟以及高速率运行
- Collective comm offload
- parallel processing using Multiple DMA engines
- Enhanced reliability
Network Router Chip(NRC):
- 共24个端口，最高5.376Tb/s交换容量；
- Table-based routing:多路径的adaptive routing，oblivious routing.

4.性能

峰值速度（Rpeak）每秒54,902.4TFLOPS（万亿次浮点运算）、持续速度（Rmax）33,862.7TFLOPS。

5.软件环境

天河二号软件系统采用高性能计算软件栈架构，由操作系统、文件系统、资源管理系统、编译系统、并行开发工具、应用支撑框架和自治管理系统等构成，形成了系统操作环境、应用开发环境、运行支撑环境和综合管理环境等四大环境。软件栈如下：

TaiShan服务器

1.概述

2.系统架构

• 支持两路华为自研Kunpeng 920处理器，每个处理器支持16个DDR4 DIMM。

• CPU1与CPU2之间通过2个Hydra总线互连，传输速率最高可达30Gbps。

• 以太网灵活插卡可支持2种插卡包括4GE和425GE，通过CPU本身自带高速
  Serdes接口完成。

• RAID扣卡通过PCIe总线跟CPU1连接， RAID卡出SAS信号线缆跟硬盘背板连接，通过不同的硬盘背板可支持多种本地存储规格。

• BMC使用华为自研管理芯片Hi1710，可外出VGA、管理网口、调试串口等管理接口

• 注：

  • RAID：磁盘阵列
  • Riser card:转接卡
  • CPLD：复杂可编程逻辑器件

3.处理器类型

采用鲲鹏920处理器：基于ARM架构，支持16位、32位、64位多种指令集，能很好的兼容从IOT、终端到云端的各类应用场景。使用大量寄存器，大多数数据操作都在寄存器中完成，指令执行速度更快。采用RISC指令集，指令长度固定，寻址方式灵活，执行效率高。
规格如下：

4.性能：

采用两颗 鲲鹏920-4826处理器，内存：16DDR4DDR4-2666,stream内存带宽287GB/s，效率达到84.28%。

5.网络

- 采用华为第2带智能网卡芯片 Hi1822芯片；
- 高性能网络/PCIe接口：支持10G * 4/25G*4接口高性能，支持PCIe3.0 *16接口高性能；

6.程序软件环境：

• 操作系统：
  • 兼容系统：Linux，包括CentOS/deepin/debian/Ubuntu等；
    • 安装方式：1.通过PXE方式批量安装主机（需要提前配置好PXE服务器）2.通过ISO挂载手动安装单台服务器。
  • openEuler:华为的一款开源操作系统，内核源于Linux，可充分发挥麒麟920性能优势。
    • 安装方式：通过https://openeuler.org提供的相关操作系统同下载安装。
• 软件运行环境：
• 通过鲲鹏软件栈可以获得一站式的软件获取服务。