学科前沿技术作业二（下）

 

4、目前Top500强中的超级计算机都采用了什么样的体系结构？

    SMP（对称多处理机系统）。

    对称式共享存储：任意存储器可直接访问人已存储地址，切访问延迟、带宽、机率都是等价       的；系统是对称的；

    处理器：一般少于64个；

    处理器不能太多，总线和交叉开关一旦作成难于扩展；

    DSM（分布共享存储系统）。

    分布共享存储：内存模块物理上局部于各个处理器内部，但逻辑上（用户）是共享存储的：这     种结构也称之为基于Cache目录的非一致内存访问（CC-NUMA）结构；局部与远程内存访问的延     迟和带宽不一致，3-10倍高性能并行程序设计注意

    与SMP的主要区别：DSM在物理上有分布在各个节点的局部内存从而形成一个共享的存储器

    处理器：可扩展性比较好

    MPP（大规模并行计算机系统）。

    物理和逻辑上均是分部内存；

    能扩展至成百上千个处理器（微处理器或向量处理器）；

    采用搞通信宽带和低延迟的互联网络（专门设计和定制的）；

    一种异步的MIMD机器；程序系多个进程组成，每个都有其私有地址空间，进程间采用传递消息     相互作用；

    Cluster（机群系统）。

    每个节点都是一个完整的计算机；

    各个节点通过高性能网络相互连接；

    网络接口和I/O总线松耦合连接；

    每个节点有完整的操作系统；

 

5、谈谈你对艾级超级计算机发展的前景和挑战。

    如今，在突破了千万亿次计算之后，世界各国的目光都转向了超级计算机速度的下一个皇冠——Exascale(艾级，百亿亿次)超级计算机。

    根据美国的研究线路图，大约会在2018年左右完成对艾级计算机的部署。据最新的研究表明，艾级计算机的研制主要面临四个挑战:（1）能耗挑战；（2）存储挑战；（3）并发和局部性挑战；（4）可靠性挑战。为营对上述挑战，美国提出了四项应对措施:(1)艾级硬件技术和体系架构的联合开发和优化；(2)艾级体系结构和编程模型的联合开发和优化；(3)艾级算法、应用、工具和运行时的联合开发；(4)艾级系统容错体系结构的深入研究。并将研制周期分为三个阶段:系统体系结构探索阶段、技术演示阶段和可扩展的原型切片阶段。

    中国的超级计算机研制工作在近几年奋起直追，我国超级计算机的硬件研制水平不断提高，与国际水平差距日益缩小。这得益于国家中长期科技计划的指导和国家863计划的大力支持，也得益于国内厂商和科研人员的刻苦攻关和努力。在此之后，艾级超级计算机的研制任务必然提上议事日程。