編程我是超算

㈠ 超級計算機和普通的個人電腦有什麼區別

1、高速運算能力不同

超級計算機能夠執行一般個人電腦無法處理的大資料量與高速運算的電腦。個人計算機由硬體系統和軟體系統組成，是一種能獨立運行，完成特定功能的設備。

2、規格與性能不同

超級計算機其基本組成組件與個人電腦的概念無太大差異，但規格與性能則強大許多，是一種超大型電子計算機。

4、運算速度不同

現有的超級計算機運算速度大都可以達到每秒一太(Trillion,萬億)次以上。個人計算機不需要共享其他計算機的處理、磁碟和列印機等資源也可以獨立工作。從台式機（或稱台式計算機、桌面電腦）、筆記本電腦到上網本和平板電腦以及超級本等都屬於個人計算機的范疇。

把普通計算機的運算速度比做成人的走路速度，那麼超級計算機就達到了火箭的速度。在這樣的運算速度前提下，人們可以通過數值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現象。

5、作用不同

個人計算機，隨著智能手機和平板的普及，絕大多數人可能已經更青睞那種觸動手指即可完成的辦公娛樂方式。最近無論是在國內還是在國外，都有不少「專家」認為在不久的某一天里傳統PC會被更為便攜的手機和平板所替代。

超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，多用於國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現，它對國家安全，經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。

㈡ 最近在做一個CFD的模型計算，如果打算申請用超算的話，還要會編程嗎

我聽說用超算得先編程，但是不能把我要用的軟體直接交給超算讓它用這個軟體進行計算嗎？

㈢ 如何製作一個小型超算

需要硬體支持，並行機，進行相應的編程優化。理論上來說，並行計算（parallel computing）

是指在並行機上，把一個應用分解成多個子任務，分配給不同的處理器，各個處理器之間協同，

並行執行子任務，目的是加快計算速度。



超級計算機是指信息處理能力比個人計算機快一到兩個數量級以上的計算機，它在密集計算、

海量數據處理等領域發揮著舉足輕重的作用。



作為高性能計算技術產品的超級計算機，又稱巨型機，是與高性能計算機或高端計算機相對應

的概念。



超級計算機具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量，配有多種外

部和外圍設備及豐富的、高功能的軟體系統。



超級計算機採用渦輪式設計，每個刀片就是一個伺服器，能實現協同工作，並可根據應用需要

隨時增減。根據處理器的不同，可以把超級計算機分為兩類，採用專用處理器或者採用標准兼

容處理器。



前者可以高效地處理同一類型問題，而後者則可一機多用，使用范圍比較靈活、廣泛。專一用

途計算機多見於天體物理學、密碼破譯等領域。

㈣ 近年來，異構超算已經是大勢所趨，什麼是異構超算

1.先談談同構計算和異構計算。同構計算是使用相同類型指令集和體系架構的計算單元組成系統的計算方式。同構超算只單純使用一種處理器，日本超算「京」只採用的處理器是富士通製造的SPARC64 VIIIfx，神威藍光只採用了8704片申威1600，Mira和Sequoia（Sequoia採用了約160萬個A2處理核心），就只採用了PowerPC A2處理器，這些都沒有採用GPU或眾核晶元等加速器。日本的京，IBM 的Mira和Sequoia和中國的神威藍光都是同構超算的代表。

異構計算主要是指使用不同類型指令集和體系架構的計算單元組成系統的計算方式。常見的計算單元類別包括CPU、GPU等協處理器、DSP、ASIC、FPGA等。異構計算是一種並行和分布式計算，它或是用能同時支持simd方式和mimd方式的單個獨立計算機，或是用由高速網路互連的一組獨立計算機來完成計算任務。具體來說，異構計算是在運算中既使用處理器，又使用GPU或眾核晶元等加速器。以美國泰坦和中國天河2號為例，泰坦有18688個運算節點，每個運算節點由1個16核心AMD Opteron 6274處理器和1個NVIDIA Tesla K20加速器組成，共計299008個運算核心；

天河2號有16000個計算節點，每個節點由2片Intel的E5 2692和3片Xeon PHI組成，共使用了32000片Intel的E5 2692和48000片Xeon PHI；天河1A使用了14336片Intel Xeon X5670處理器和7168片NVIDIA Tesla M2050高性能計算卡。除了泰坦和天河2號和天河1A之外，曙光6000也是採用了異構計算架構。
（曙光6000）

2.超算的用途
要說異構計算的優勢，那就要從超算的用途說起了。

PC在日常使用中，除玩游戲、3D渲染等之外，大多是程序都倚重整數運算性能。
但超算則不同，超算大多應用於科研和軍事領域。例如彈道計算、核物理研究、氣候氣象、海洋環境、數值風洞、碰撞模擬、蛋白質折疊、基因研究、新葯研發、分子動力學模擬、量子化學計算、材料科學、動漫設計、工業設計等方面，在運算中更加倚重雙精浮點性能，對整數運算性能要求相對較低。這就產生了用加速器提升浮點運算性能的需求。

3.同構超算的高效率

同構超算雖然理論雙精浮點性能不如異構超算，但可以獲得較高的運行效率。異構超算雖然理論雙精浮點性能非常強悍，但運行效率不如同構超算。

（Sequoia，採用PowerPC A2處理器）
舉例來說，IBM Mira和Sequoia使用PowerPC A2處理器，效率達85.3%和85.6%。日本的京效率更是高達92.9%。
而異構超算效率普遍不高，採用E5和XeonPHI的天河2號和Stampede效率為61.7%、60.7%。採用AMD Opteron 6274和NVIDIA Tesla K20的Titan效率為64.9%。
天河2號和Stampede效率不高的一個重要因素就是Xeon PHI的浮點運算效率較低。在談這個問題前，先釋下linpack測試。
（Stampede）
衡量晶元性能的一個重要指標就是計算峰值，例如浮點計算峰值，它是指計算機每秒鍾能完成的浮點計算最大次數。包括理論浮點峰值和實測浮點峰值：
理論浮點峰值是該計算機理論上能達到的每秒鍾能完成浮點計算最大次數。
理論浮點峰值=CPU主頻×CPU每個時鍾周期執行浮點運算的次數×系統中CPU核心數目。
實測浮點峰值是指Linpack測試值，也就是說在這台機器上運行Linpack測試程序，通過各種調優方法得到的最優的測試結果。
在實際程序運行過程中，幾乎不可能長時間維持在實測浮點峰值，理論浮點峰值更是僅僅存在於紙面上的數據。理論浮點峰值和實測浮點峰值只是作為衡量機器性能的一個指標，用來表明機器處理能力的一個標尺和潛能的度量。
回歸正題，Xeon PHI在運行linpack測試時，實際性能僅僅相當於理論最大運算性能的百分之六十幾，相比之下，申威1600的linpack測試效率遠高於Xeon PHI。
但因Xeon PHI的理論浮點性能較高達1T Flop，大大超過申威1600的雙精浮點運算的理論峰值，因此即使僅僅只有百分之六十幾的效率，實測雙精浮點運算性能還是大幅超越申威1600。因而使Xeon PHI得到了國防科大等單位或公司的青睞。
因此，同構超算的效率相對高於異構超算，而天河2號效率偏低的原因更多的是Xeon PHI本身效率較低，不是國防科大的技術問題。

4.同構超算編程更方便
cpu適合做串列，邏輯復雜度高的任務，gpu適合做簡單，並行度高的任務，cpu和gpu的編程模型是不一致的；所以異構超算在編程方面就不太容易，比如使用amd的apu和nvidia的cpu+gpgpu在編程上就不如同構超算方便。另外，gpgpu作為加速卡和cpu是不共享內存的，需要程序員顯式拷貝而導致性能損失。
另外，因軟體方面的原因，異構超算的通用性相對於同構超算有所不如，舉例來說，GPGPU只能跑OPEN CL、OPEN ACC代碼，不能跑OPENMP代碼。

5.異構計算的優勢
以天河2號的一個計算節點為例：

Xeon E5的滿載功耗達145W，雙精浮點為0.21T Flops，而Xeon PHI功耗300W，雙精浮點達1T Flops。
天河2號一個計算節點由2片Xeon E5和3片Xeon PHI，理論雙精浮點性能為3.2T Flops，功耗為1190W，理論雙精浮點性能與功耗的比值為2.87GFlops/W。相同功耗下使用8片Xeon E5隻能獲得1696Gflops的理論雙精浮點性能，理論雙精浮點性能與功耗的比值為1.42GFlops/W。從數據可以看出，在同等功耗下，在使用Xeon PHI加速後，理論雙精浮點性能與是只使用Xeon E5的2倍。
因此，相同功耗的情況下，異構超算能獲得非常高的理論雙精浮點性能。
綜上所述，同構超算的編程方便，效率高，通用性強。異構超算編程麻煩，效率不如同構超算，通用性差，性能功耗比高。異構超算雖然在通用性和效率方面相比同構超算處於劣勢，但更加好的性能功耗比使其成為更受偏愛的原因。

㈤ 超級計算機都用在什麼地方

軍工，大量模擬計算（如流體，熱學，氣動之類），出了國家用得起之外，高端的只有一些財大氣粗的超級公司，如波音等這些需要大量模擬實驗的公司也會配備。低端一點的國外很多大學也有，比如加州理工大學用100太PS3組建了一套超級計算機（對，我沒打錯，你也沒看錯，就是sony的PS3，只不過去了外殼）。