【高性能計算導論】【1】課程簡介


Brief

先修要求

C/C++編程基礎

Brief Inttroduction of Programing Facilities

兩個環境

1、自己的電腦
2、系裏的高性能計算集羣

使用linux系統

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Linux Basic

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顯示Ubuntu版本的命令

cat /etc/issue

瞭解CPU的性能

lscpu
顯示出來是虛擬機可以用的核的數量,說明只能有圖示這麼多線程。

串行編程無法充分利用多核CPU

芯片的物理特性

更小的晶體管會製造更快的處理器,跟更快的處理器會帶來更大的功耗,更大的功耗會帶來更多熱量,更多的熱量會造成不穩定的處理器

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core指的就是CPU,多核就是多CPU

使用的計算集羣

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  • 每位同學面對的機器就是client
  • 高性能計算集羣就是方框裏面的機器,之間通過高速網絡互聯
  • 要使用時,先由本地計算機連接至Jump Server,再通過它連接至其他的worker機器
  • 也有可能你將自己的計算任務提交至Jump Server,由他來分配計算任務

遠程連接方法

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摩爾定律

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超級計算機的浮點計算能力

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橫軸是超級計算機的性能
我們國家最快的超級計算機是神威太湖之光
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一個芯片中有260個核心,超過一千萬個核心

晶體管相關的物理知識

尺寸變小,可以提高時鐘頻率,但是從2012年就不能提高了,會帶來功耗的提高
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如果繼續提高時鐘頻率的話,會導致動態功耗迅速增大。如果按照正常的速度增長,芯片功耗會在2008年增漲到核反應的級別,在2001年會達到火箭發射口的功率

因此只能充分應用硬件

對串行程序進行重寫

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如何進行並行編程

在並行計算中核之間協調工作的類型

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分享內存式:

數據並行

每個核做的是一樣的事
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任務並行

每個核做的任務不一樣
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需要注意的地方

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顯式地進行編程

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併發計算、並行計算、分佈計算

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  • 串行程序不能充分利用硬件
  • 也不能自動將串行程序轉化爲並行程序,因此學習高性能計算就非常必要。
  • 如何更好地協調多個計算核心
  • 單核計算機上不能並行計算
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