一．MATLAB應用軟件介紹
MATLAB是一種科學計算軟件，專門以矩陣的形式處理數據。MATLAB將高性能的數值計算和可視化集成在一起，並提供了大量的內置函數，從而被廣泛地應用於科學計算、控制系統、信息處理等領域的分析、仿真和設計工作，而且利用MATLAB產品的開放式結構，可以非常容易地對MATLAB的功能進行擴充，從而不斷深化對問題認識，更多提升MATLAB產品應用範圍。
MATLAB產品廣泛應用於各個行業,典型應用:
1 數值分析、數值和符號計算、工程與科學繪圖
2 控制系統的設計與仿真
3 數字圖像處理
4 通訊系統設計與仿真
4 財務與金融工程
二．MATLAB並行計算功能特點與硬件配置分解
隨着科學計算的應用面擴大和深入,MATLAB的計算量越來越大,同時基於X86架構計算機多核並行計算技術成熟,MATLAB通過支持並行計算工具箱和分佈式集羣計算方式，完美藉助多核架構的圖形工作站和分佈式集羣的並行計算，大幅提升科學計算的效能。
2.1 MATLAB的並行計算介紹
對工作站的並行計算支持
MATLAB利用 Parallel ComputingToolbox，可以使用多核處理器、GPU 以及計算機集羣來解決運算和數據密集型問題。循環並行化 (parallel for-loops)、特殊數組類型以及並行數值算法等高級結構讓您實現 MATLAB 應用程序的並行化，而無需進行 CUDA 或 MPI 編程。可以使用 Simulink 工具箱並行運行一個模型的多個仿真。
工具箱提供用於在多核臺式機上本地執行應用程序的12個worker（MATLAB 計算引擎）無需更改代碼。
對分佈式集羣並行科學計算支持
藉助MATLABDistributed Computing Server在計算機集羣或網格計算服務上運行同一個應用程序。此外，還可以交互式執行或在成批執行並行應用程序。
主要功能
循環並行化 (parfor) - 用於在多處理器上並行運行任務的算法
支持啓用了 CUDA 的 NVIDIA GPU
可在一個多核桌面上本地運行十二個 worker
通過 MATLAB Distributed Computing Server 可支持計算機集羣和網格
並行應用程序的交互和批量執行
分佈式數組和單程序多數據 (spmd) 結構 - 用於大型數據集處理和數據並行算法
2.2工作站硬件配置與科學計算分解
矩陣式求解代數方程組過程中,矩陣規模的大小涉及到佔用內存的多少,數據量和算法涉及到CPU的核數和頻率，數據存儲和讀取對矩陣存儲的硬盤I/O有要求，在很大程度上影響了計算的速度.是加速矩量法計算的關鍵，典型計算機配置的每一個配件對MATLAB性能有不同表現。
CPU---有更多CPU核心的計算機比和數量少的有更好的表現，但是結果隨着MATLAB應用而不同，MATLAB自動使用多線程,在很多MATLAB應用中,以探索自然並行，但是不是所有MATLAB功能都是多線程的, 加速隨着算法有所不同, 作爲可選能力，Parallel Computing Toolbox提供並行程序結構，更多直接覆蓋計算機多核，虛擬核很明顯改善整個系統的性能，但是它對MATLAB應用的性能表現影響很小。
內存---內存容量在計算過程承載數據計算過程所有中間數據保存，如果存儲容量不夠，就會出現數據溢出，計算無法繼續，不同數據量的求解對內存有一定要求，內存容量、CPU-內存通道數目、內存的頻率都是對計算有影響的。
硬盤---硬盤I/O帶寬涉及數據讀寫和虛擬內存的性能，對於數據密集型計算和大型圖像處理，硬盤容量和帶寬極其重要。
圖卡---目前僅限支持Nvidia CUDA架構爲主，MATLAB圖形渲染靠的是CPU不是GPU，圖卡主要負責正常的圖形顯示，以及支持GPU架構的並行計算應用，這種GPU並行計算主要是圖像處理方面（需要安裝ParallelComputing Toolbox）。
2.3工作站配置原則
1.內存配置：通常，矩陣計算的數據量和內存比例1:3，例如2GB數據，內存建議6GB以上。
2. CPU配置：內存確定後，一般和CPU核數比例是 4:1，例如：16GB內存以內，CPU用單顆4核.
3. 圖卡配置：如果是基於圖像處理應用，最好提供支持1~4塊GPU計算，保證足夠的數據量。
4. 硬盤配置：對於數據量規模小的應用，SATA接口就可以，如果數據量大，硬盤容量和轉速相應提升，讀寫帶寬也就越大，如數據量非常大，可以使用高速硬盤加高性能陣列，提升硬盤I/O帶寬。
三．MATLAB科學計算工作站配置方案
Ultralab定製圖形工作站是當今市場唯一能提供塔式、超級、機架、便攜、特種等圖形工作站全方面解決方案的品牌。擁有完整、完美、可靠、靜音的高性能工作站全套產品系列，爲行業用戶在高性能計算、CAD/CAM/CAE、圖形圖像處理、虛擬仿真、三維動畫、視頻編輯等應用提供強勁、高效的定製專業級圖形工作站。
Ultralab定製圖形工作站將MATLAB應用軟件結合最新計算機硬件技術，基於數據規模和軟件應用特點劃分配置方案，從而達到合理高效能完成科學計算。
科學計算工作站根據數據規模劃分:
1.小規模科學計算解決方案
定位: 數據量在1~10GB以內規模, 支持4個~8個worker運算
參考配置：
方案1 入門級圖形工作站
提供四核CPU架構的計算解決方案
型號 UltraLAB H360/H370
硬件配置規格
No | 類別 | 技術規格 | |
| 機型 | UltraLAB H360 | UltraLAB H370 |
1 | CPU | Intel第七代超高頻處理器 （Kabylake架構） 4核4.8~5.2GHz | Intel第八代超高頻處理器 （Coffelake架構） 6核4.7~5.0GHz |
2 | 芯片組 | Intel Z270+PCH | Intel Z370+PCH |
3 | 內存槽/ 通道數 最大容量 | 4根/雙通道 雙通道 64GB DDR4-2400 | 4根 雙通道 64GB DDR4-2666 |
4 | 顯卡 | 類型：專業圖卡、遊戲卡、GPU超算卡 數量：最大2塊， 接口：Pcie 16x 3.0 圖形功能：支持圖形生成加速、mosaic合成 | |
5 | 硬盤 | 5.1系統盤 類型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，單盤最大容量2TB 類型2：SSD，SATA 6Gbps接口，單盤最大容量4TB 5.2數據盤 類型1：SATA，數量5個，最大50TB 類型2：SAS，數量8個，支持32TB | |
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） | |
7 | 平臺 | 箱體：塔式（立式） 尺寸：深度553mm，寬度198mm，高度425mm 電源：750w ，金牌 硬盤位：4個3.5”，3個5.25” PCI擴展槽：2*PCIe 16X 3.0，1*PCIe 4X 3.0，3*PCIe 1X 3.0 IO端口：2個USB 3.0，4個USB 2.0，2個USB 3.1 intel千兆以太，8聲道音頻 前置輸出端口：2個USB 2.0 | |
8 | 硬件系統優化 | （1） CPU自動超頻加速 （2） 高性能低延遲加速 | |
9 | 擴展能力 | （1） CPU+GPU異構計算架構 （2） 圖形生成架構 （3） 系統盤高io、高帶寬架構 （4） 高io並行存儲架構 | |
10 | 顯示器 | 可選，分辨率：高清、2K、4K | |
11 | 操作系統與虛擬系統 | 支持Windows7/8/10個人版 支持Windows Server 2008/2012/2016企業版 支持 Linux 全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等） | |
12 | 噪音控制 | 基於辦公環境，滿負荷計算，噪音低於45分貝 | |
方案2 高性價比圖形工作站
提供8~18核CPU架構的計算解決方案
型號 UltraLAB H490
硬件配置規格：
類別 | 技術規格 | |
1 | CPU | Intel 第七代至尊處理器 （Kabylake-X架構） 數量 1顆，核數4~18個 選擇1：8核4.8Ghz , 8MBL2緩存,11MBL3緩存 選擇2：10核4.7Ghz, 10MBL2緩存,13.75MBL3緩存 選擇3：12核4.6Ghz, 12MBL2緩存,16.5MBL3緩存 選擇4：14核4.5Ghz, 14MBL2緩存,19.25MBL3緩存 選擇5：16核4.5Ghz, 16MBL2緩存,22MBL3緩存 選擇6：18核4.5Ghz, 18MBL2緩存,24.75MBL3緩存 |
2 | 芯片組 | Intel X299+PCH |
3 | 內存槽/ 通道數 最大容量 | 8根 4通道 512GB DDR4-2666 Reg ECC |
4 | 專業圖卡 | 類型：專業圖卡、遊戲卡、GPU超算卡 數量：最大5塊， 接口：Pcie 16x 3.0 圖形功能：支持圖形生成加速、mosaic合成 |
5 | 硬盤 | 5.1系統盤 類型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，單盤最大容量2TB 類型2：SSD SATA 6Gbps接口，單盤最大容量4TB 5.2數據盤 類型1：SATA，數量5個，最大50TB 類型2：SAS，數量8個，支持32TB |
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） |
7 | 平臺 | 箱體：塔式（立式） 尺寸： 深度525.3mm，寬度193mm，高度424mm 電源：865w ，金牌 硬盤位：4個3.5”，3個5.25” PCI擴展槽：5*PCIe 16X IO端口：2個USB 3.1G2，6個USB 3.1，intel千兆以太，8聲道音頻 前置端口：2個USB 2.0 |
8 | 硬件系統優化 | （1） CPU自動超頻加速 （2） 高性能低延遲加速 |
9 | 擴展能力 | （1） CPU+GPU異構計算架構 （2） 圖形生成架構 （3） 系統盤高io、高帶寬架構 （4） 高io並行存儲架構 |
10 | 顯示器 | 可選，支分辨率：高清、2K、4K |
11 | 操作系統 | 支持Windows7/8/10個人版 支持Windows Server 2008/2012/2016企業版 支持 Linux 全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等） 支持虛擬、私有云、共享圖形服務系統 |
12 | 噪音控制 | 基於辦公環境，滿負荷計算，噪音低於45分貝 |
2.中等規模科學計算解決方案
定位於數據量在10~30GB以內科學計算規模, 支持8個~12個worker運算,支持GPU架構擴展
參考配置：
方案3 全能型圖形工作站
提供20~56核CPU架構的計算解決方案
型號 UltraLAB EX620i
產品配置規格
No | 類別 | 技術規格 |
1 | CPU | 型號：Xeon可擴展處理器系列 數量 2顆，核數20~56個 |
2 | 芯片組 | Intel C621+PCH |
3 | 內存槽/ 通道數 最大容量 | 16根 12通道 1TB DDR4-2666 Reg ECC |
4 | 專業圖卡 | 類型：專業圖卡、遊戲卡、GPU超算卡 數量：最大4塊， 接口：Pcie 16x 3.0 圖形功能：支持圖形生成加速、mosaic合成 |
5 | 硬盤 | 5.1系統盤 類型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，單盤最大容量2TB 類型2：SSD，SATA 6Gbps接口，單盤最大容量4TB 5.2數據盤 類型1：SATA，數量8個，最大80TB 類型2：SSD，數量8個，支持32TB |
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） |
7 | 平臺 | 箱體：塔式、機架式兩用 尺寸：深度648mm，寬度178mm，高度452mm 電源：1200w，金牌 硬盤位：8個3.5”熱插拔，3個5.25” PCI擴展槽：4*PCIe 16X，2*PCIe 8x IO端口：2個USB 3.1，4個USB 3.1，2個USB 3.0，雙intel千兆以太，8聲道音頻 前置端口：2個USB 2.0 |
8 | 硬件系統優化 | （1） CPU自動超頻加速 （2） 高性能低延遲加速 （3） 高IO並行存儲加速 |
9 | 擴展能力 | （1） CPU+GPU異構計算架構 （2） 系統盤高io、高帶寬架構 |
10 | 顯示器 | 可選，支持分辨率：高清、2K、4K |
11 | 操作系統 | 支持Windows 7/8/10個人版 支持Windows Server 2008/2012/2016企業版 支持 Linux全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等） 支持虛擬、私有云、共享圖形服務系統 |
12 | 噪音控制 | 基於辦公環境，滿負荷計算，噪音低於45分貝 |
方案4 圖形圖像型工作站
提供基於CPU+GPU架構的計算解決方案
型號 UltraLAB H610
產品配置規格
配備2顆最新intel Haswell架構的Xeon E5 2600v4處理器、Nvidia 圖卡、高I/O的企業級SSD，提供多種pcie 3.0 16x/8x/4x接口，配置規格：
No | 類別 | 規格 | |||||
1 | CPU | 2顆Xeon E5 2600v4系列(Broadwell-EP核心，最大44核) 支持自動超頻加速, 最高頻率達3.68Ghz | |||||
2 | 芯片組 | Intel C612+PCH Chipset | |||||
3 | 內存 | 內存槽/最大容量：16根/512GB DDR4 2400 Reg ECC | |||||
4 | 硬盤 | 系統盤：M.2 4X接口，最大容量512GB， | |||||
5 | 專業圖卡 | Nvidia Quadro 或ATI Firepro全系列 | |||||
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） | |||||
7 | 網絡端口 | 雙千兆intel芯片，支持IO/AT加速,支持匯聚功能 | |||||
8 | 擴展接口 | 分類 | PCIe 16X 3.0 | PCIe 8X 3.0 | PCIe 4X 2.0 | PCI-X | PCI |
3 | 2 | 1 | |||||
9 | 機箱電源 | 塔式，900W | |||||
10 | 顯示器 | 可選 | |||||
12 | 操作系統 | 支持Windows 2008、2012, Window7、8 32/64bits 支持 Redhat linux, Suse Linux 32/64bits等等 | |||||
3.大規模科學計算解決方案
定位於數據量在30~70GB以內科學計算規模, 支持12個worker運算,支持雙GPU架構並行計算擴展，配備海量高速硬盤。
參考配置：
方案5 超級圖形工作站
提供基於超強CPU+GPU+高I/O的計算解決方案
型號 UltraLAB Alpha720
Alpha720完美滿足需要超多CPU核數、海量內存架構的高性能計算應用，爲超大規模科學計算、有限元仿真、分子模擬計算、海量圖像處理、大數據挖掘與分析、共享圖形服務器系統等高端應用，海量數據級的超大規模科學與工程仿真、圖像處理的超級圖形工作站，同時具有綠色環境要求的靜音、低輻射。
產品配置規格
No | 類別 | 技術規格 |
1 | CPU | Xeon E7 v3/ v4系列 數量 4顆，核數64、72個、96個， 支持CPU自動睿頻加速, 最高頻率達2.9Ghz 最高浮點計算速度3.8Tflops |
2 | 芯片組 | Intel C602J+PCH（雙QPI架構） |
3 | 內存槽/ 通道數 最大容量 | 32根 16通道 2TB DDR4-2133 Reg ECC |
4 | 專業圖卡 | 類型：專業圖卡、遊戲卡、GPU超算卡 數量：最大2塊， 接口：Pcie 16x 3.0 圖形功能：支持圖形生成加速、mosaic合成 |
5 | 硬盤 | 5.1系統盤 類型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，單盤最大容量2TB 類型2：SSD，SATA 6Gbps接口，單盤最大容量4TB 5.2數據盤 類型1：SATA，數量16個，最大160TB 類型2：SSD，數量16個，支持64TB |
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） |
7 | 平臺 | 箱體：雙塔式 尺寸：深度572mm，寬度405mm，高度628mm 電源：1700w，金牌 硬盤位：16個3.5”，3個5.25” PCI擴展槽：2*PCIe 16X，2*PCIe 8x IO端口：前置輸出：4個USB 2.0，後置輸出：3個USB 2.0，雙intel千兆以太，8聲道音頻 |
8 | 硬件系統優化 | （1） CPU自動超頻加速 （2） 高性能低延遲加速 （3） 高IO並行存儲加速 |
9 | 擴展能力 | （1） CPU+GPU異構計算架構 （2） 系統盤高io、高帶寬架構 |
10 | 顯示器 | 可選，支持分辨率：高清、2K、4K |
11 | 操作系統 | 支持Windows 7/8/10個人版 支持Windows Server 2008/2012/2016企業版 支持 Linux全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等） 支持虛擬、私有云、共享圖形服務系統 |
12 | 噪音控制 | 基於辦公環境，滿負荷計算，噪音低於45分貝 |
4. 超大規模科學計算解決方案
定位:數據量在100GB以上科學計算規模
參考配置：
方案6 超級科學與工程計算工作站
四顆Xeon E7 v4（最高96核、192線程）處理器、雙GPU超算、雙通道高速並行存儲
配置規格
No | 類別 | 技術規格 | |||||
1 | CPU | 4顆Xeon E7 v3/v4系列（最高96核） | |||||
2 | 芯片組 | Intel C602J+PCH Chipset | |||||
3 | 內存 | 內存槽：32根 最大容量：2TB DDR4 1866 Reg ECC | |||||
4 | 系統盤 | 系統盤：SATA-SSD 6Gbps或Pcie 4x接口，最大容量2TB | |||||
| 數據盤 | 海量高速並行存儲系統（16個3.5”盤位，最大200TB,RAID5冗餘） | |||||
5 | 專業圖卡 | 專業圖形顯卡、GPU超算卡 | |||||
6 | 光驅 | DVD（刻錄機）或藍光DVD（刻錄機） | |||||
7 | 網絡端口 | 雙intel千兆/萬兆以太芯片，支持IO/AT加速,支持匯聚功能 | |||||
8 | 擴展接口 | 分類 | PCIe 16X 3.0 | PCIe 8X 3.0 | PCIe 4X | PCI-X | PCI |
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9 | 機箱電源 | 雙塔式，1700W ，靜音級 | |||||
10 | 顯示器 | 可選 | |||||
11 | 鍵盤鼠標 | 可選 | |||||
12 | 操作系統 | 支持Windows 2008 /2012 64bits 支持 Redhat linux, Suse Linux 64bits等等 | |||||
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