家用计算机分布式计算,1.1.2 超级计算机、集群与分布式计算

1.1.2  超级计算机、集群与分布式计算

超级计算机一般指在性能上居于***地位的计算机，通常有成千上万个处理器，以及专门设计的内存和I/O系统。它们采用的架构与通常的个人计算机有很大区别，使用的技术也随着时代和具体应用不断变动。尽管如此，超级计算机与PC的关系仍然十分紧密。一部分超级计算机使用的处理器在PC市场上也能找到；而超级计算机使用的一些技术，如SIMD向量机、多核处理器，以及处理器封装技术等也都已普及到普通计算机中。支持CUDA的GPU可以看成是一个由若干个向量处理器组成的超级计算机，性能也确实可以和小型的超级计算机相比。为了将更多的资源用于计算，过去的超级计算机的界面往往都很简单，往往拆掉显卡以降低功耗。CUDA技术推出以后，越来越多的超级计算机开始安装GPU以提高性能，降低计算成本。

计算机集群(简称集群)是一种通过一组松散集成的计算机软件和/或硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作的系统。分布式计算则将大量的计算任务和数据分割成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后，将结果统一合并得出结果，组织较为松散。两者一般都采用网络将各个节点连接起来，性价比都高于专门的超级计算机。例如进行蛋白质折叠计算的Folding@home分布式计算项目，现在有大约十万台计算机参加，计算能力甚至超过了大多数超级计算机。值得一提的是，在该项目中，仅有的11370颗支持CUDA的GPU提供了总计算能力的一半；而运行Windows的CPU共计208268颗，却只能实现198万亿次浮点运算，仅相当于该项目总处理能力的6%。

目前在超级计算机、集群与分布式计算程序开发中常用的工具是MPI(Message Passing Interface，消息传递接口)。MPI是一个免费和开源库，可以被C/Fortran77/C++/ Fortran90调用，几乎得到所有并行计算机制造商的支持。它是一种消息传递编程模型，广泛应用于多类并行机，特别适用于分布式存储的并行机和服务器集群。

【责任编辑：董书 TEL：(010)68476606】

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