联想高性能计算机领域强势崛起

联想高性能计算机领域强势崛起

作者：李凡| 发表时间：2016.06.27

刊发于总2166期《中国经营报》[IT]版

夺得“PC之王”并且不断巩固自身在全球市场领导地位的同时，联想在高性能计算（HPC）领域也加快了发力的脚步。

6月20日，美丽的莱茵河畔，2016年国际超算大会在德国法兰克福开幕，国际TOP500组织在这次大会上公布了最新一期的全球超级计算机500强榜单，来自中国的联想集团在500个席位中共计夺得了92个席位，仅次于美国惠普公司，成为在超算、高性能计算领域排名全球第二的厂商。这是中国企业在该榜单上取得的历史最好成绩。在联想的带动下，“中国军团”以上榜167套的成绩历史上第一次超越美国（上榜165套），成为最新一期全球500强超级计算机上榜数量最多的国家。

超级计算机属于“大国重器”，因此，全球各国都在竞相研发。高性能计算也被称为IT行业“金字塔尖上的明珠”，不断引发全球厂商在这一领域的“军备竞赛”。中国在超级计算机领域的逐步崛起，也带动以联想为首的“中国军团”在高性能计算领域集体突围。

实现历史性突破

超级计算机，亦即Supercomputers，通常是由成百上千甚至更多处理器组成的、能够完成普通PC和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机，有时候也被称为“巨型机”。超级计算机是功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。

高性能计算，亦即High performance computing，简称HPC，通常是基于机群的，是指一个由多台计算机组成的计算系统和环境。HPC机群在解决大规模科学问题的计算以及海量数据的处理上，比如科学研究、气象预报、计算模拟、军事研究、基因测序、图像处理等，拥有无可比拟的优势。国际TOP500组织从1993年开始以计算机实测速度为基准，对全球已安装的超级计算机和高性

能计算机群进行每年两次的更新排名，一次是每年6月在欧洲举行的ISC

（International Supercomputing Conference），另一次是每年11月在美国举行的SC （Supercomputing Conference）。

联想是HPC领域表现最为出色的中国企业。首先，联想是最早进入HPC领域的中国企业——2001年4月就成立了高性能服务器事业部。其次，联想也是最先入围全球超级计算机500强榜单的中国企业——2002年7月成功研制了世界上第一个实际速度超过1万亿次的大规模机群系统“深腾1800”，并凭借“深腾1800”获得当年TOP500榜单第43名，这是中国HPC首次入围TOP500榜单。

公开数据显示，当中国国防科技大学研制的“天河一号”在2010年11月代表中国实现重大突破、首次登上TOP500榜首时，中国由2009年11月上榜21套升至上榜41套，世界排名也由全球第五升至全球第二。此后，虽然“天河一号”曾经在2011年、2012年被日本、美国的超级计算机超越，但“天河二号”从2013年开始登顶TOP500榜首，此后实现了六连冠，直到在此次2016年法兰克福国际超算大会上被同样来自中国的“神威太湖之光”超越。

中国在TOP500榜首上的连续“霸屏”，不断带动中国厂商在HPC领域的表现。对于联想来说，特别是在完成IBM System X业务的并购之后，联想HPC可谓是发生了翻天覆地的变化。

数据显示，在2015年6月发布的TOP500榜单中，联想以入围23套系统排名全球第五、中国第一；在2015年11月发布的TOP500榜单上，联想入围25套系统，排名全球第六、中国第一；但到了2016年6月，联想在TOP500榜单上不仅出现了入围数量上的激增，而且实现了全球排名上的历史性突破。

System X业务的收购效应

联想为何能在HPC领域快速崛起？

首先是因为技术的积累与沉淀，从2001年4月份成立高性能服务器事业部起，到2016年6月成

为HPC领域的全球第二，联想已经努力了15年。联想在早年研制“深腾1800”的时候，就突破了HPC领域的关键技术，也代表着中国本土厂商在HPC上的领先水平。此后，联想HPC丰富发展路线图，从深腾系列到GPU+CPU异构架构HPC，联想通过自身实践和产品可靠性屡获殊荣。

联想2014年10月正式开始收购IBM System X业务的过程中，外界可能不知道的一点就是，IBM System X下面也有一个高性能计算团队，“他们害怕System X业务被联想收购后，这个（HPC）团队也会在IBM逐渐消失，因此他们同意跟随System X进入联想的大家庭。”联想集团System X 以及Pure系统自身解决方案架构师周志强表示，联想HPC团队不仅有联想自己的团队，也有原IBM 整个HPC团队的加盟，在研发实力上的实力非常可观。

收购System X业务为联想带来了HPC人才方面的积累，大批具有丰富HPC经验的IBM System x 技术人员加入联想，他们非常了解行业的具体情况。从技术上来说，联想一方面获得了IBM System X 业务，另一方面也获得了System x在HPC领域的一贯强势技术，这让联想HPC不仅可以采用独特的X86架构技术，并且在全球首创了45℃温水水冷技术，使得联想的HPC技术积累得更深厚。另外，“在HPC领域，单靠一家公司单打独斗显然无法实现每秒千万亿次甚至是亿亿次的计算性能，必须搭建完整的生态链才能达成目标。”周志强表示，为了搭建完整的HPC生态链，联想在内部和外部都展开了积极的布局。

在内部，收购System X业务以后，联想开始加大针对HPC的关注力度，不仅成立超大规模数据中心事业部，HPC就是该部门的核心业务之一，还在德国斯图加特成立专门的HPC创新中心，以便充分利用欧洲超级计算中心的专门知识，推动自身HPC产品路线不断向前发展。

在外部，联想坚持与技术合作伙伴以及核心客户一起推动HPC的发展。据介绍，联想的技术合作伙伴包括英特尔、Mellanox、Nvidia等公司，大家在一起的核心工作，就是将最新技术和技能融为一体，推动HPC系统的建设和调优。

因此，收购IBM System X业务以后，联想HPC能够在TOP500榜单上加速崛起。

联想HPC的市场机遇

联想并非科研机构，而是一家商业机构，那么，看上去“高大上”的HPC业务能在提振联想业绩表现上做到什么？

首先，HPC市场规模正在快速扩张。根据IDC的预测，到2019年，全球HPC市场将达到152

亿美元，其中，中国市场将成为全球厂商的主要角逐之地。

联想HPC业务所隶属的超大规模数据中心事业部，是联想集团最新成立的数据中心业务集团（DCG）的一部分，而中国市场正是联想集团DCG的“大本营”——无论是在营业收入还是在出货量方面，联想X86服务器业务在中国市场上都是独树一帜的。

因此在全球HPC主要角逐之地——中国市场，联想HPC可谓“近水楼台先得月”。联想中国区大客户部一位人士也表示，“作为中国服务器市场的排头兵，联想也必须拿下HPC这个‘山头’。”该人士认为，与竞争对手相比，联想在中国HPC市场具有三大优势：一是具有先进的产品技术和研发平台，而且是全球布局；二是长期以来专注政府、教育、企业、公交、能源以及特种行业，已经搭建了完善的HPC销售团队；三是联想能够与不同领域的客户实现共同研发创新，为他们提供全球化的产品和技术支持。

据介绍，完成IBM System X收购以后，联想HPC产品实力得到大大增强，目前联想HPC解决方案当中，既包含从机架服务器、刀片服务器、高密度服务器等服务器产品，还包含网络交换机、存储产品、系统工具、集群安装实施服务以及通用并行文件系统等HPC平台核心软件，最终能把一个整体系统快速交付客户。

IDC统计数据显示，在中国服务器市场，互联网行业占据将近30%的份额。因此，互联网行业也正在成为HPC增长最快的市场。而联想HPC在2015年已经成功覆盖了中国三大互联网巨头BAT，这等于是说，联想HPC业务在自身数据中心业务的“大本营”——中国市场上，已经成功布局了利润丰厚的互联网市场。

但联想HPC业务不仅仅是在互联网领域取得了突破。“随着国内对HPC产业的扶持力度加大，中国HPC已经迎来新的历史发展时期，不仅在传统的科学研究、教育、航天航空、能源等领域得到应用，最近几年也在电信、互联网、云计算、金融、游戏、信息安全等很多领域得到更多的应用。”上述联想中国区大客户部人士表示。

另外，“整个HPC产品本身已经走上平民化的路线，更多中小企业也开始认识到自己的应用可以通过HPC技术得到满足。”周志强认为，云计算、大数据的普及将让HPC技术在未来拥有更加广阔的市场空间。

高性能计算机发展历程及现状

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 高性能计算机发展历程及现状 作者：陈红梅等 来源：《软件导刊》2015年第03期 摘要：高性能计算已被公认为继理论科学和实验科学之后的第三大科学研究方法，是科技创新的重要手段。高性能计算机经过几十年的发展，经历了向量机、MPP、集群等几个阶段，我国高性能计算机的研制和应用也得到了快速发展。国内多所高校和科研院所纷纷构建高性能计算平台，江汉大学也构建了自己的高性能计算平台。对高性能计算机发展历程进行了梳理，并分析了其现状，重点介绍了江汉大学高性能计算平台。 关键词：高性能计算机；向量机；MPP；集群；中国TOP100；国际TOP500 中图分类号：TP3-0 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）003-0007-02 0 引言 目前，高性能计算科学与技术已成为世界各国竞相争夺的战略制高点[1]。一些发达国家 和发展中国家纷纷制定战略计划，投入大量资金，加速研究开发步伐。美国从20世纪70年代起就实施了一系列推动计算科学发展的国家计划，包括“战略计算机计划”（SCP）、“高性能计算和通讯计划”（HPCC）、“加速战略计算计划”（ASCI）、“先进计算设施伙伴计划”（PACI）等。 1 高性能计算机发展历程 从20世纪70年代产生第一代高性能计算机开始，经过几十年的发展，高性能计算机经历了向量机、MPP、集群等几个发展阶段。 1.1 向量机 1974年，控制数据公司（Control Data Corporation，CDC）推出了CDC STAR-100，它是首先使用向量处理器（Vector Processor）的计算机，被认为是第一台向量机。1982年，克雷公司生产的Cray X-MP/2诞生，它是世界上第一部并行向量计算机。Cray X-MP系列计算机基于并行向量处理机结构，并行向量处理机是将向量处理器直接并行的一种体系结构。 当时的并行向量机占领高性能计算市场达20年之久，并行向量机处理器数目的增加，使得定制费用和维护费用越来越昂贵，性价比越来越低，已难以满足高性能计算机市场化的要求。

看高性能计算系统中常用的几种内部互联网络

看高性能计算系统中常用的几种内部互联网络 在大规模并行计算和机群等高性能计算系统中，处理器之间或计算节点之间的快速互联网络的重要程度并不亚于处理器本身。在早期的大型计算系统中，处理器之间的通信一直被所采用的互联网络（通常是以太网）延时 大、带宽不足等因素所牵制；如今，Myrinet、QsNet、SCI以及刚刚兴起的Infiniband等多种专用高速互联网络的成功应用，使得这种状况发生很大改观的同时，也使得高性能计算系统内部互联网络的选择成了一门学问。 高性能计算系统的互联方式有很多种，最初的机群系统是基于LAN技术的，也就是以最普通的以太网（Ethernet）作为数据交换媒介。其优势在于可以方便地增加计算节点到集群系统中，但是其缺点也很多，传输速度较慢，复杂的协议造成非常高的延时，并且限制了扩展性。各种各样的专用高速互联网络应运而生，最为典型的有Myrinet、QsNet，以及最近几年兴起的Infiniband,它们为集群系统提供了构建高带宽、低延时数据交换环境的可行条件。 广为应用的Myrinet Myrinet是目前机群系统中应用最为广泛的互联网络。Myricom公司从1994年就开始销售第一代Myrinet产品，当时只是作为以太网络的第二选择来实现机群系统中的节点互联，除了100MB/s 的高带宽外，它的主要优势是小数据量延时，只有10m～15ms，这与当时Convex、IBM、SGI等公司在并行系统中使用的专有网络的高延迟形成鲜明对比。此后随着软硬件的不断升级，Myrinet更是成为了机群制造商的第一选择，直到今天这种优势依然存在。 同Infiniband一样，Myrinet使用全双工链路，并且通过远程内存存取（Remote Direct Memory Access，RDMA）对其他主适配器卡（称为Lanai）的远程内存进行读/写操作，这些卡以与之连接的主机PCI-X总线为接口界面。 最新一代的Myrinet使用了光纤作为信号传输通道，这不仅在连接方面有了很大的灵活性，而且也给信号高速传输提供了足够空间。但同时不可忽略的是，由于光纤电缆和连接器都很“娇气”，很容易在机群节点维护的过程中受损，可靠性方面值得关注。 目前Myrinet已经有8～128口交换机提供。从Myricom自己提供的最新测试数据来看，使用业界惯用的MPI Ping-Pong测试方法，其带宽为230MB/s，MPI延时为10ms。 快速可靠的QsNet QsNet是Quadrics公司的产品，该技术的起源可以追溯到早期一家德国公司Meiko，它专门研制称号为CS-1、CS-2的并行计算系统，在当时的CS-2系统中就包括了一种很好的对数网络，在Meiko公司倒闭的时候，这种网络作为单独的产品保留并被一家意大利公司Alenia接手，放置在一个独立的公司Quadrics中运营。后来由于Digital/Compaq公司选择了QsNet作为其AlphaServer SC 系列高性能计算机的互联网络而一举成功。不过事实也证明，QsNet是一种快速、可靠的网络系统。从两年前开始，该技术也逐渐在机群系统中得到应用。

计算机体系结构期末复习题与答案

第一题选择题 1． SIMD是指（B） A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2．下列那种存储设备不需要编址？D A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 3．按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于（A）级机器语言。 A、传统机器语言机器 B、操作系统机器 C、汇编语言机 器 D、高级语言机器 4．早期的计算机系统只有定点数据表示，因此硬件结构可以很简单。但是这样的系统有明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点：B A．数据表示范围小 B．单个需要的计算时钟周期多 C．编程困难 D．存储单元的利用率很低 7．下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？D A）随机页面替换算法

B）先进先出替换算法 C）最久没有使用算法 D）最优替换算法 9．指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？C A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. huffman编码法 D. 以上编码都不是 10．在早期冯·诺依曼计算机特征中，机器以（C）为中心。 A、存储器 B、输入输出设备 C、运算器 D、控制器 1.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( C ) 。 A. 堆栈型 B. 累加器型 C. 寄存器—寄存器型 D. 寄存器 - 存储器型 2、相联存储器的访问方式是( D )。 A．先进先出顺序访问 B．按地址访问 C．无地址访问 D．按内容访问 3、假设—条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每—段分别只有—个部件可供使用，并且执行时间分别为Δt、2Δt和3Δt，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为( C )。 （假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠，并假设n足够大）

高性能处理器体系结构

可重构计算专题 读书报告 杨晓晖(BA07011001)yangxhcs@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 冯晓静(SA07011002)bangyan@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 赵琼(SA07011013)qiongz@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 裴建国(SA07011083)ustcowen@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 俞华铭(SA07011053)yhm2007@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 王仁(SA07011089)wangren@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 张志雄(SA07011090)zzxiong@https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html, 中国科学技术大学计算机科学技术系 2007年12月

录 1可重构计算概述（杨晓晖） (1) 1.1引言 (1) 1.2可重构计算分类 (2) 1.3可重构计算体系结构 (5) 1.4可重构计算模型 (7) 1.5可重构计算算法 (8) 1.6问题讨论 (9) 本章小结 (10) 参考文献 (10) 2案例分析之一：可重构超级计算（冯晓静，赵琼） (11) 2.1引言 (11) 2.2论文工作 (11) 2.3问题及讨论 (12) 2.4对论文的思考 (14) 本章小结 (15) 参考文献 (15) 3案例分析之二：可重构计算在数据挖掘中的应用（裴建国，俞华铭） (16) 3.1引言 (16) 3.2算法实例 (16) 3.3主要贡献 (17) 3.4问题讨论 (20) 本章小结 (22) 参考文献 (22) 4案例分析之三：可重构计算在分子动力学仿真中的应用（王仁，张志雄）.23 4.1引言 (23) 4.2仿真算法分析 (23) 4.3与相关工作的比较 (24) 4.4问题讨论及解决 (25) 4.5对论文的思考 (25) 本章小结 (26) 参考文献 (26) 5结论与展望（杨晓晖） (27)

我国高性能计算机的应用前景及发展中的问题

我国高性能计算机的应用前景及发展中的问题 摘要:高性能计算机与我们生活息息相关，高性能计算机是衡量一个国家综合国力的重要标志,是国家信息化建设的根本保证。发展高性能计算机,可以带动科学技术的进步,解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题,促进我国相关产业的快速发展。文章总结了国内外高性能计算机发展现状及发展趋势，并总结了我国目前发展高性能计算机面临的问题，最后作者提出了对如何解决这些问题的看法。 关键词:高性能计算机；计算速度；高端计算 1、高性能计算机与大众生活息息相关 1.1对制造业的推动:我国是一个制造业大国，高性能计算在制造业的广泛使用，不仅可以帮助工程师在设计阶段更科学地计算材料强度，更合理地选择和使用材料，设计出更符合空气和流体动力学原理和人体工程的产品结构和外形，而且可以在仿真基础上全面规划整个制造过程，有效提高产品制造的质量和产量。高性能计算的全数字化设计制造环境在缩短产品设计周期、节能降耗、降低污染、提高产品质量

方面的作用不可限量。 1.2 对网络信息服务的影响:在网络日益普及的今天，我们已经渐渐习惯于从网上获得信息和服务，但是同时也经常为服务响应速度的迟缓而烦恼。要面对数千万、数亿用户的访问请求，服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。这又是高性能计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒种可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和服务，保证服务质量。 2、国内外高端计算发展现状 2．1国内高端计算机发展现状：根据中国软件行业协会数学软件分会2003年11月份公开发布的2003年中国高性能计算机TOP100排行榜最新统计，我国高端计算机系统的总计算能力在19.56TF/s峰值左右。我国高端计算机系统研制开始于20世纪70年代中后期，大体经历了3个主要发展阶段：第一阶段从70年代中后期到80年代中期，主要以研制大型向量系统为主(以银河I为代表)；第二阶段从80年代中后期到90年代末，主要以研制大规模并行系统为主(以神威I为代表)；第三阶段从90年代中期起，主要以研制大规模机群系统为主(以曙光机为代表)。目前，参与高端计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界。

高性能计算机排行榜简析

TOP100和TOP500 高性能计算机排行榜简析袁国兴研究员 北京应用物理与计算数学研究所

高性能计算（High Performance Computing ） /数值计算/数值模拟实验 利用先进的计算能力去理解和解决复杂问题 理论、实验难以解决 或无法解决的科学问题大型、复杂、甚至不可重复和危险的工程设计和实验安全（如核电）通过计算能评测、预测、预报核电运行和安全情况

“ 高性能计算可以做很多极其困难的事情： 可以提升研究能力、缩短研究进程、节约研究经费 下面举个例子来说明

“ 下面我们以中国高性能计算机性能排行榜TO P100和世界高性能计算机排行榜TO P500，来讨论中国高性能计算的发展

2018年10月中国TOP100前三名计算机神威? 太湖之光超级计算机 1 2 3 4 5 6研制厂商：国家并行计算机工程技术研究中心主要参数 部署单位：国家超级计算无锡中心 部署时间：2016年-2018年 测试性能：93.015 PFLOPS 系统峰值：125.436 PFLOPS 40机柜/160超级节点/40960个计算节点 40960颗SW26010 260C 1.45G H z C P U 单节点32G B内存，全系统1.31P B内存 自主高速网络 国产申威睿智操作系统（Ra ise O S）2.0.5 整机功耗15.371MW

关于神威?太湖之光 真正意义上的自主超级计算机系统 优异的性能功耗比 ?93.0 PFLOPS/15.37MW （33.86PFLOPS/17.8MW） ?Green500 第4名（其他前10系统规模不足太湖之光1/10） 出色的应用表现： 在盐湖城召开的2016全球超算大会上，中科院软件所杨超 团队（中科软+清华+北师大+国家无锡超算中心）联合开发 的“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”，获得国际高性能 计算应用领域最高奖—戈登贝尔奖（2016.11.17）

计算机系统结构试题及答案

2009-2010学年度第一学期2007级 《计算机系统结构》期末考试试卷（A）（闭卷） 姓名：学号：专业： （注：①考试时间为120分钟；②所有解答必须写在答题纸上。） 一、单项选择题（每小题3分，共30分） 1．在系列机中发展一种新型号机器，你认为下列（）设想是不行的? 【A】新增加字符数据类型和若干条字符处理指令 【B】将中断分级由原来的4级增加到5级 【C】在CPU和主存之间增设Cache存贮器 【D】将浮点数的下溢处理法由原来的恒置“1”法，改为查表舍入法 2.对计算机系统结构来说，不透明的是（）。 【A】存储器采用交叉存取还是并行存取 【B】CPU内部的数据通路的宽度是8位还是16位 【C】采用浮点数据表示还是标志符数据表示 【D】指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现 3．一个平衡的计算机系统，应该是（）。 【A】1MIPS的CPU速度【B】1MB的主存容量 【C】1Mb/s的I/O吞吐率【D】A、B和C 4、（）设计是现代计算机系统设计所采用的方法。 【A】由上往下【B】由下往上【C】由中间开始【D】上下同时开始 5．当今微型机中实现软件移植最好的方法是（）。 【A】系列机【B】兼容机【C】仿真技术【D】统一高级语言 6、不能够对向量数据结构提供直接支持的是（）数据表示。 【A】向量【B】堆栈【C】描述符【D】A和C 7、采用整数边界存储技术，其主要目的是（）。 【A】节约主存空间【B】提高数据的访问速度 【C】一个主存周期可取多条指令【D】一个主存周期至少可取到一条指令 8、在指令的操作码编码方式中，优化实用的编码是（）。 【A】Huffman编码【B】等长编码【C】Huffman扩展编码【D】BCD码 9、流水计算机中将指令Cache和数据Cache分开，主要是为了（）。 【A】提高存储系统的速度【B】增加主存容量 【C】解决功能部件冲突【D】解决访存冲突 10、当N=16时，能描述4组4元交换的函数是（）。 【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3 假若编译器优化后能去掉50%的ALU指令，但不能去掉其它三类指令。求优化后的MIPS与优化前的MIPS速率比。

高性能计算

浅谈高性能计算 摘要：高性能计算是一个国家的综合国力的体现，是支撑国家实力持续发展的关键技术之一，在国防安全、高科技发展和国民经济建设中占有重要的战略地位。计算科学已经和传统的理论科学与实验科学并列成为第三门科学，它们相辅相成地推动着人类科技发展和社会文明的进步。21世纪科学最重要和经济上最有前途的研究前沿，有可能通过熟练地掌握先进的计算技术和运用计算科学得到解决。 本报告首先简单地介绍一下高性能计算的含义、特点、应用需求、地位和作用；接着讲述国际高性能计算机和我国高性能计算机的发展状况；然后概略地谈一下应用实例；最后对加速我国高性能计算及高性能计算机的发展发表几点参考意见。 Abstract: High performance computing is a reflection of a country's comprehensive national strength, is one of the key technologies to support sustainable development of the strength of a country, in the national defense security, high-tech development and national economic construction has important strategic position. Computational science is science and experimental science and the traditional theory and became the third science, they complement each other to promote the human development of science and technology and social progress of civilization. 21st century science and the most important and most promising economic research front, likely by skillfully master advanced computing techniques and the use of computational science is resolved. This report firstly simply introduce the meaning and characteristics of high performance computing, application requirements, status and role; Then tell the international high performance computer and the development of high performance computer in our country; And then briefly discuss the applications; Finally, accelerate the development of high performance computing and some reference ideas on the development of high performance computer. 关键词：高性能计算、软件科技前沿 Keywords: high performance computing, software technology frontier

高性能计算机的关键技术和发展趋势

２００１年６月中国工程科学Ｊｕｎ．２００１第３卷第６期ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＶ０１．３Ｎｏ．６ 一毒；ｉ髓ｊ；｛撤ｉ誊 高性能计算机的关键技术和发展趋势 金怡濂，黄永勤，陈左宁，桂亚东，漆锋滨 （国家并行计算机工程技术研究中心，北京１０００８０） ［摘要］介绍高性能计算机的关键技术和发展趋势。简要回顾高性能计算机的发展历史和当前形势，重点讨论大规模并行处理（ＭＰＰ）所面临的挑战，包括可扩展性、友善性和可用性。介绍神威高性能计算机及其应用情况，并对如何发展我国高性能计算机提出一些初浅的看法。 ［关键词］大规模并行处理；系统软件；并行编译；系统效率；可扩展性；可用性 １引言 高性能计算机自诞生以来已走过了漫长的历程，在１９６４－－２０００年的３６年中，运算速度从１Ｍｆｌｏ／ｓ提高到１２Ｔｆｌｏ／Ｓ，高性能计算机不仅在运行速度上提高了７个数量级，而且在体系结构、软硬件技术、算法和应用等方面都发生了巨大的变化。现代科学技术没有哪一项像计算机发展如此迅猛，更新换代如此迅速。由于科学和工程计算需求的牵引，以及正在发展的知识经济的驱动，高性能计算机的发展是永无止境的，提高计算机的运算速度是计算机发展中永恒的主题。如今，计算机科学家和工程师们计划在２００５～２０１０年把高性能计算机的运算速度提高到拍次每秒。实现这样的宏伟目标，决不是一帆风顺的。当前，高性能计算机突破了太量级以后，正面临着极其严峻的挑战。 ２举世瞩目的３０年 在过去的３０多年中，高性能计算机经历了三个发展阶段，即萌芽阶段、向量机鼎盛阶段和大规模并行处理机（ＭＰＰ）蓬勃发展阶段。 ２．１萌芽阶段（１９６４—１９７５年） 萌芽阶段有代表性的计算机包括１９６４年的ＣＤＣ６６００、７０年代初的ＡＳＣ和ＳＴＡＲ一１００向量机、１９７４年的ＩＬＬＩＡＣ一Ⅳ并行机。ＣＤＣ６６００被公认为世界上第一台巨型机，运算速度１Ｍｆｌｏ／ｓ。ＳＴＡＲ一１００是世界上最早的向量机，由于研制周期长，所采用的技术如磁芯存储器等在机器研制完成时已落后，未能进入市场。ＩＬＬＩＡＣ一Ⅳ是最早的ＳＩＭＤ阵列计算机，原计划由４个象限共２５６个处理单元组成，实际只安装了一个象限，由于其编程模式与当时使用的大型机大相径庭，程序员必须考虑问题的规模如何与固定的机器规模相适应，加上机器稳定性差，使该机未能得到推广。 ２．２向量机鼎盛阶段（１９７６－－１９９０年） １９７６年Ｃｒａｙ公司推出Ｃｒａｙ一１向量机，开始了向量机的发展阶段。在短短１０多年中，相继出现了Ｃｒａｙ一２、Ｃｒａｙ—ＸＭＰ、Ｃｒａｙ—ＹＭＰ和Ｃｒａｙ—Ｃ９０，ＤＥＣ公司的ＶＡＸ９０００，Ｃｏｎｖｅｘ公司的Ｃ３８００系列，ＮＥＣ公司的ＳＸ系列，富士通公司的ＶＰＰ系列等。向量机得以发展的原因是向量处理对提高机器运算速度十分有利，主要表现在：１）有利于流水线的充分利用，可以缩短周期，提高主频； ［收稿日期］２００１一０１—１８；修回日期２００１—０３—０３ ［作者简介］金怡濂（１９２９一），男，天津市人，中国工程院院士，国家并行计算机工程技术研究中心研究员

看我国高性能计算机产业的发展

服务高等教育支持学术探索 曙光打造高校超算平台 随着国内高校建设校园信息化的步程越来越紧，高性能计算机在高校的应用越来越频繁。从基础建设到计算平台的搭建，高性能计算机在数字校园的建设中成为热点。 随着国家对高等教育投入的增加，各大高校在科研方面也有了长足的进步。高校中的各类科研课题小组已经成为了我国科技水平发展的重要力量。也正是因为高校科研水平的提高，使得各高校对高性能计算、网络计算和虚拟机技术等方面的需求激增，尤其在如电子、机械、制造、天文物理、医药、应用物理、生物、地质、化学、核能、基因、环境科学等我国重点学科的研究方面。 华东师范大学作为国家教育部直属全国重点大学，是国家“ 211 工程”、“ 985 工程”重点建设高校，随着数字化校园建设的深入和用户不断增加，以及海量信息处理、信息开发和科学研究对高性能计算服务的需求，华东师大用户对高性能计算能力的需求越来越大，存储系统的空间也严重不足，数字化校园系统已不堪重负。 近年来，我国的高性能服务器知名厂商曙光公司为国内各大高校建立的具有高度适应性的高性能计算平台，深受广大高校用户的青睐和认可。之前为地质大学构建的云计算——数字化校园超算平台，为提高地质大学的科研质量，保证学校各项科研工作的顺利完成等做出了重大的技术支持。 此次为解决华东大学的原有系统的不堪重负，华东师范大学与中国服务器厂商曙光公司再次深度合作，针对华东师大急需一种在高性能计算方面具有高速度、高质量、易管理的“校园超算”平台，以保障日益增加扩大的日常教学和科学研究工作的迫切需求。曙光公司为华东师范大学提供了一个具有高度适应性的高性能计算平台。 经过双方技术研讨和论证，曙光公司除了为华东师范大学最终搭建了由64台内置英特

高性能体系结构

高性能计算的概念 高性能计算（HPC）是一个计算机集群系统，它通过各种互联技术将多个计算机系统连接在一起，利用所有被连接系统的综合计算机能力来处理大型计算 问题。 基本原理 高性能计算方法的基本原理就是将问题分为若干部分，而相连的每台计算 机（称为节点）均可同时参与问题的解决，从而显著缩短了解决整个问题所需 的计算时间。 高性能计算机历史回顾 最早的电子计算机就是为了能够进行大量繁琐的科学计算而产生的。从1960年开始，计算机技术逐渐成熟，在各种商业领域慢慢地开始采用电子领域，而且应用范围越来越广泛，逐渐出现了针对各种不同商业用途的计算机，被称 为“通用计算机”，具有性能和功能上的优势的一类计算机被称为“高性能计算机”，在当时主要用于科学计算。 20世纪70年代出现的向量计算机可以看作是第一代的高性能计算机。 20世纪80年代初期，随着VLSI技术和微处理技术的发展，向量机一统天下的格局逐渐被打破。通过多个廉价的微处理器构建的并行化超级计算机首先 从成本上具有了无可比拟的优势。 20世纪90年代初期，大规模并行处理（MPP）系统成为了高性能计算机的发展主流。MPP主要通由多个微处理器通过高速互联网络构成，每个处理器之 间通过消息传递方式进行通讯和协调。 20世纪90年代中后期，CC-NUMA结构问世，即分布式共享内存。每个处理器节点都可以访问到所有其他节点的内存，但访问远程内存需要的延迟相对较大。CC-NUMA本身没有在提高性能上进行较大的创新，而对于科学计算任务，CC-NUMA是否优于MPP仍存在争议。 在发展CC-NUMA的同时，集群系统（cluster）也迅速发展起来，类似MPP 结构，集群系统是由多个微处理器构成的计算机节点，通过高速网络互联而成，节点一般是可以单独运行的商品化计算机。由于规模经济成本低的原因，集群 系统更具有性能/价格比优势

计算机体系结构复习资料(汇总版)

第一章计算机系统结构的基础知识 1、计算机体系结构：计算机体系结构是程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 2、透明性：对本来是存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。在一个计算机系统中，低层机器的属性对高层机器的程序员往往是透明的，如传统机器级的概念性结构和功能特性，对高级语言程序员来说是透明的。 3、计算机系统结构、计算机组成、计算机实现之间的关系： 计算机系统结构指的是计算机系统的软、硬件的界面，即机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性。 计算机组成：指的是计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。它着眼于物理机器级内各事件的排序方式与控制方式、各部件的功能以及各部件之间的关系。 计算机的实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。它着眼于器件技术和微组装技术，其中器件技术在实现技术中起主导作用。 4、计算机系统的分类：1）Flynn（单/多指令流单/多数据流四种） 2）冯氏分类法：最大并行速度。 5、程序的局部性：时间局部性（程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息） 空间局部性（程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者邻近）。 6、计算机系统设计原理：由上往下设计、由下往上设计、从中间开始设计。 从中间设计的优点：“中间”指层次结构中的软硬件的交界面，目前一般是在传统机器语言机器级与操作系统机器级之间。好处：采用这种方法时，首先要进行软硬件功能分配，确定好这个界面。然后从这个界面开始，软件设计者往上设计操作系统、汇编、编译系统等，硬件设计者往下设计传统机器级、微程序机器级等。软件和硬件并行设计可以缩短设计周期，设计过程中可以交流协调，是一种交互式的、很好的设计方法。 7、存储程序计算机（冯·诺依曼结构）：采用存储程序原理，将程序和数据存放在同一存储器中。指令在存储器中按其执行顺序存储，由指令计数器指明每条指令所在的单元地址。存储程序原理的基本点是指令驱动。 主要特点： ·计算机以运算器为中心。输入/输出设备与存储器之间的数据传送都经过运算器；存储器、输入/输出设备的操作以及它们之间的联系都由控制器集中控制。 ·在存储器中，指令和数据同等对待。指令和数据一样可以进行运算，即由指令组成饿程序是可以修改的。 ·存储器是按地址访问、按顺序线性编址的一维结构，每个单元的位数是固定的。 ·指令的执行是顺序的，即一般是按照指令在存储器中存放的顺序执行。程序的分支由转移指令实现。由程序计数器PC指明当前正在执行的指令在存储器中的地址。 ·指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型，地址码指明操作数地址和存放运算结果的地址。操作数的类型由操作码决定，操作数本身不能判定是何种数据类型。·指令和数据均以二进制编码表示，采用二进制运算。 8、计算机五大部件：控制器、运算器、存储器、输入输出设备。 9、一条指令由那两部分组成：操作码、地址码。

超级计算机在中国及世界的应用

超级计算机在世界及中国的发展 一．超级计算机介绍 超级计算机是一个相对的术语，指的是其在处理能力和计算速度上领先于当时其他所有的计算机。按照美国传统词典的解释，超级计算机是在一定时期内可以得到的一种最大的、运行速度最快的、功能最强的计算机。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。自20世纪70年代，世界上第一台超级计算机诞生以来，目前的超级计算机每秒进行上千亿次加法运算已经是很普通的事情。超级计算机之所以成为世界主要国家竞争的高技术热点，是因为从战略角度看，信息技术已经成为21世纪最重要的高技术之一，而作为信息技术前沿的超级计算机，作为一种战略资源，是一个国家综合国力的体现，对国家经济和社会发展具有战略影响。 二．超级计算机发展历史 第一台正式被称为超级计算机的机器——IBM Naval Ordnance Research Calculator 1954年到1963年在哥伦比亚大学被用于计算导弹弹道。这台机器诞生于微处理器问世之前，它的逻辑和算术部分占据了一间房间整整一面墙，它们由安装在电路中的真空管、电阻、电容和晶体整流器构成，具有1微秒的时钟速度，每秒能够执行大约1.5万次计算。 在整个70年代和80年代初期，超级计算机一直使用向量计算技术。这种技术对提高计算机运算速度十分有利，有利于流水线的充分利用，有利于多功能部件的充分利用。但由于时钟周期已接近物理极限，向量计算机的进一步发展已经不太可能。所以，要继续提高性能也就意味着必须投入多个CPU来同时为一个程序工作。在这样的背景下，一个全新的概念被提出来了，那就是大规模并行处理(MPP)，也是从这个时候，英特尔、IBM和SGI开始成为超级计算机领域的新贵。超级计算机也开始走上了真正的商用化道路。 1992年，英特尔推出Paragon超级计算机，它成为历史上第一台突破万亿次浮点计算屏障的超级计算机。紧接着,IBM的SP2、日立公司的SR2201和SGI

大型高性能.NET系统架构

大型高性能https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html,系统架构设计大型动态应用系统平台主要是针对于大流量、高并发网站建立的底层系统架构。大型网站的运行需要一个可靠、安全、可扩展、易维护的应用系统平台做为支撑，以保证网站应用的平稳运行。 大型动态应用系统又可分为几个子系统： Web前端系统 负载均衡系统 数据库集群系统 缓存系统 分布式存储系统 分布式服务器管理系统 代码分发系统 Web前端系统

为了达到不同应用的服务器共享、避免单点故障、集中管理、统一配置等目的，不以应用划分服务器，而是将所有服务器做统一使用，每台服务器都可以对多个应用提供服务，当某些应用访问量升高时，通过增加服务器节点达到整个服务器集群的性能提高，同时使他应用也会受益。 该Web前端系统基于IIS/https://www.wendangku.net/doc/c714216935.html,等的虚拟主机平台，提供PHP程序运行环境。服务器对开发人员是透明的，不需要开发人员介入服务器管理。 负载均衡系统 负载均衡系统分为硬件和软件两种。硬件负载均衡效率高，但是价格贵，比如F5等。软件负载均衡系统价格较低或者免费，效率较硬件负载均衡系统低，不过对于流量一般或稍大些网站来讲也足够使用，比如lvs,nginx。大多数网站都是硬件、软件负载均衡系统并用。

数据库集群系统 由于Web前端采用了负载均衡集群结构提高了服务的有效性和扩展性，因此数据库必须也是高可靠的才能保证整个服务体系的高可靠性，如何构建一个高可靠的、可以提供大规模并发处理的数据库体系? 我们可以采用如上图所示的方案： 1)使用SQL数据库，考虑到Web应用的数据库读多写少的特点，我们主要对读数据库做了优化，提供专用的读数据库和写数据库，在应用程序中实现读操作和写操作分别访问不同的数据库。 2)使用同步机制实现快速将主库(写库)的数据库复制到从库(读库)。一个主库对应多个从库，主库数据实时同步到从库。 3)写数据库有多台，每台都可以提供多个应用共同使用，这样可以解决写库的性能瓶颈问题和单点故障问题。 4)读数据库有多台，通过负载均衡设备实现负载均衡，从而达到读数据库的高性能、高可靠和高可扩展性。 5)数据库服务器和应用服务器分离。 6)从数据库使用BigIP做负载均衡。

高性能计算机系统导论

高性能计算机系统导论 ---------集群计算系统 （上海同济大学软件学院2003级王上丹：033290 姚雯：033347）摘要： 使用计算机集群系统进行并行计算是一种既经济又高效的解决方法，开发资源丰富，成本低廉。随着应用程序和各种计算对计算机性能要求的不断提高，集群系统将成为有效解决这以问题的可行的途径。本文主要通过对集群系统（设计原理，需要解决的问题，软硬件需求等）的分析和研究来学习体系结构中集群计算系统以及分布式计算的相关知识，并希望通过这样的学习，可以更好的理解和学习体系结构中的相关知识。 关键词： 集群系统；分布式计算；并行计算；体系结构；通信协议；SMP（对称多处理器）负载均衡说明： 本论文主要包括6个部分: 概述集群技术简介集群原理和实现集群技术支持（主要针对负载均衡）集群技术的机遇与挑战结束语 本文的目的是希望读者能对其有一个初步的了解，由于技术研究方面，所涉及的知识确实非常广泛，不可能一一叙述，面面俱到，故选取了其中可扩展性集群技术中的负载均衡的技术进行一个深入分析。 概述（前言） 随着科学技术的不断发展，计算机的性能有着飞速的发展，尤其是最近一、二十年间，计算机的性能几乎以成倍的速度在增长，我们不难发现，这样的发展的速度正由于相关科技（微电子，体系结构，纳米技术等）的限制而渐渐放慢，但是对于计算机性能的提高却从来没有停止过。所以必然面临这样的问题，当通过单处理机的性能提高无法满足不断提高的性能需求，就需要设计一种新型的，高性能的计算机系统。 在过去的几十年里，出现了许多支持高性能计算的计算机系统，最为普通的系统是： 大规模并行处理器（MPP）、对称多处理器（SMP）、Cache一致性的非统一内存访问（CC-NUMA）、分布式系统、集群系统（Cluster）。其中集群系统以其高性价比的突出特点成为一大研究热点。而本文主要讲述了集群系统这个体系系统。 早在20世界60年代，IBM公司就提出了集群计算系统，其基本的思想是将大型计算机连接起来通过合理的交互以共同完成某种并行计算。但是由于当时的各种技术的限制，特别是软硬件的成本较高，这种思想并不能很好的商业化。 直到20世界80年代，随着高性能低价位的微处理器，高速网络的和分布式软硬件工具的发展，集群计算系统才有了发展的物质条件。 最初的集群系统是为了获得高性能的计算系统，一方面不断增加处理器的运算速度以

计算机系统结构的发展前景

计算机系统结构的发展前景 课程：计算机系统结构 学号：1006440716 班级：计算机10-02班 姓名：

近十几年来，计算机技术得到迅猛发展和普及，使得从事各种技术工作的人员对计算机的了解普遍加深。但由于技术层次的多面性和应用的差异性，特别是发展的迅猛和不均匀所带来的迷惑性，使人们不易看清某个方面的具体发展现状。计算机体系结构是设计计算机应用系统的一个重要参考因素，是一个近来较受关注的话题。根据目前计算机体系结构的发展状况来看，未来一段时间，计算机体系结构将向以下几个方向发展： 一、VLIW体系 VLIW指的是一种指令集设计思想与技术，它利用编译器把若干个简单的、无相互依赖的操作压缩到同一个很长的指令字中。当超长指令字被从Cache或主存取进处理器时，可以容易地分割出各个操作，并一次性分别分派到多个独立的执行单元中并行执行。 二、单芯片多处理器体系 单芯片多处理器是随着VLSI工艺水平的提高自然会想到的一个方向。在0.25mm工艺下，单片可以集成20个21064（32kCache）；在2010年将实现的0.07mm 工艺下，单片可以集成60个21064水平的微处理器。不远的将来，现今的SMP 系统可以完全集成在一个芯片内，其性能提高显然是诱人的。 三、多线程体系 多线程技术结合了指令级现场交换和顺序调度技术，是数据流模型和冯·诺伊曼控制流模型的有机结合。简单地说，线程是一组静态排序的指令序列，其中，当第一条指令开始执行，后续指令即开始执行而不中断。线程作为执行调度的基本单位，多个线程可以并发（并行）执行，以达到互相隐藏延迟操作和提高并行度的效果。 网格技术有可能成为实现Petaflops的另一条途径。网格是近年来计算机体系结构发展的一个重要方向，其基本思想是通过Internet进行资源共享和协同工作。目前连接到Internet的计算机已经达到1亿台以上，通过互联网可能达到的聚合计算潜力是不可估量的。国际上已经有Globus等组织为网格环境制定标准和参考实现。但是用网格技术实现PetafloPs仍需要关键技术上的突破：一方面互联网连接的速度和带宽仍有待提高，近年来，网络通信技术以超摩尔定律的速度高速增长，已经为此提供了可能，达到实用阶段只是时间问题。另一方面是有效的网格体系模型和计算模型还没有建立。网格的资源是分散和动态的，计算也是一种分散的、动态的过程。传统的并行共享内存或消息传递程序模式不能直接有效地利用,如何科学计算高效使用网格的计算能力是当前一个主要的研究方向。 建在东京技术研究所的TSUBAME采用的就是混合体系，除了使用10368个AMD双核Opteron外，360块加速卡为系统贡献了24％的性能，仅增加了1％的功耗。而IBM 将在2008年完成的名为RoadRunner的1600万亿次HPC中，总共采用了16 000个Opteron和Cell两种不同架构的处理器。可以说，多核微处理器和面向领域的混合体系结构已成为HPC发展的趋势。

计算机系统结构发展

计算机系统结构发展 计算机系统结构从1946年诞生开始一直在飞速发展，而硬件革命也使得系统结构经历了几次大的变革。如今的计算机系统结构在更多功能和更高性能上取得了突破。本文对计算机系统结构的历史发展进行了總结，并简要介绍了如今的计算机系统结构新技术和未来的发展趋势。 标签：计算机系统结构冯·诺依曼结构并行机多核数据流计算机 一、前言 现代计算机的发展历程可以分为2个时代：串行计算时代和并行计算时代。并行计算是在串行计算的基础上发展起来的。并行计算将一项大规模的计算任务交由一组相同的处理单元共同完成。在此期间，各处理单元相互通信与协作，从而获得更高的效率。体系结构的发展是每个计算时代到来的重要标志，其次才是基于该结构的系统软件（尤其是操作系统和编译软件）、应用软件的发展，最后随新问题的发生发展解决达到顶峰。 计算机体系结构是选择并相互连接硬件组件的一门科学和艺术，在人们不断探索研究的过程中，一直在追求计算机的功能、性能、功率以及花费的高度协调，以期达到各方面的最佳状态，在花费、能量、可用性的抑制下，实现计算机的多功能、高性能、低功率、少花费的一个新时代。根据当前体系结构的发展现状，要实现以上全部要求的一台计算机，还存在着诸多的限制条件，包括逻辑和硬件上的两方面限制条件。 现如今，随着其他领域，包括数据存储处理、计算机网络、移动平台等的飞速发展，给计算机体系结构的设计带来了新的挑战也提出了新的要求，除了需要解决历史发展中的遗留问题外，还需融入新的功能。总之，未来计算机系统结构的发展值得期待。 二、计算机体系结构的历史发展 计算机已有近70年的发展史，一般认为经历了5代的发展，主要都是以硬件技术的发展为标志的。其中最蓬勃的时期，当属1946年ISA计算机提出的最早时期到1972年CRAY_1问世的这一段时间，因为自此期间出现的技术及结构，几乎囊括了迄今为止所有的新技术、新结构。从1973年开始，因LSI/VLSI技术的发展和成熟，微处理器及微型计算机纷纷引入该技术，使得计算机技术一时间广泛应用于各个领域，于是计算机应用开始呈现出前所未有的繁荣景象。虽然如此，计算机的发展单从体系结构来看并没有发生革命性的变化，已被提出的体系结构和所谓非冯·诺依曼结构的并行处理，通常也没有完全脱离冯·诺依曼的基本思想，不过是多个冯·诺依曼部件的重复。人们尚需不断创新和努力，才有可能从本质上革新计算机体系结构。

超级计算机的现状与发展

超级计算机的现状与发展 XXX XXXX 摘要：超级计算机的研制受永无止境的探求复杂的物理世界与人类社会本身的 应用计算需求的驱动及研制者所处环境（人员、经验、经费等）及当时的可选择的实现使能技术的影响。回顾历史，任何时刻研制的最高性能的计算机总是服务于当时的科学计算的需求（材料模型、药物设计、气候模拟、核武器模拟、电磁学等）或者称是以科学计算为最初应用的靶子进行设计的（当前最快的日本Ear th Simulation 与IBM BLUE/Gene 两个项目是很好的例子），而超级计算机使用与发明的技术逐步向商用领域转移与转化（SMP、MPP、Cluster 等），计算性能（当前的设计目标是Petaflops）及与其相匹配的存储、带宽等指标成为高性能计算机设计者追求的持续性关键指标。高性能计算机的实现使能技术包括计算数学（计算模型与算法）、计算机体系结构与部件构成技术三部分，为保持每十年性能增加700-1000 倍左右的速度（远高于摩尔定律单芯片的发展速度）及高性能计算能力70%的年增长需求，高性能计算机设计师仅仅考虑体系结构与部件构成两部分已不能满足现实的需求，对计算数学有相当的了解已成为必然。本文以性能为叙述主线，介绍超级计算机研制的历史、现状与未来展望。 关键字：超级计算机现状发展 目前各种超级计算机的高速处理能力基本上都是利用并行体系结构实现的，并行计算(Parall el Computing)已成为提高处理性能的关键技术之一。简单地讲，并行计算技术就是用同时运行的多个处理机或计算机来处理同一任务，从而大幅度提高任务的处理速度、缩短了任务的处理时间。 超级计算机的五大形态 在超级计算机技术的发展历程中，先后出现过多种超级计算机并行体系结构，主要有如下5种。 1.并行向量处理(Parallel Vector Processing，PVP)系统