新局势之下:高性能计算发展面临的挑战

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2022-10-27 20:43


1993-2012年,超级计算机的性能以每10年提高1000倍的速率提高,从新的TOP500曲线看,从2013年起,上升速率变缓。2019年11月TOP500前十没有发生变化;如果没有大的突破,可能降低为每10年100倍左右。


美国提出NSCI计划,多个政府部门协同发展超级计算;DoE实施ECP计划,投入18亿美元,研制3台E级计算机,另外18亿美元研发应用。


日本的“富岳”(Fugaku)已在2020年6月完成并位居世界第一


  • 峰值速度513.85PFlops/s,Linpack性能415.53PFlop/s,Linpack效率达到80.8%。 
  • 新一代ARM处理器A64FX 48C扩展了512位的向量部件,支持8位整数运算和多种字长的浮点运算,适应人工智能应用需求
  • 内存采用HBM2,访存带宽与计算能力之比高达0.4, 
  • 系统功耗28.33MW,2019年11月,Fugaku的小规模原型在Green500中排名第一(16.9GF/w)
  • 系统软件同步发展,研发了支持新处理器的微内核操作系统
  • HPL,HPCG和HPL-AI的性能均位居世界第一
  • 基于ARM处理器,保护软件资产,方便软件的开发、移植,应用性能100倍 于K-Computer。


欧盟在2023年左右建立E级计算基础设施(3台左右),在目前的PRACE基础上发展;E级系统强调低功耗。


欧洲处理器的研发策略;自研欧洲处理器,Atos公司牵头;非常重视开源处理器架构RISC-V,在欧盟支持下,依托巴塞罗那超算建立欧洲开放计算机体系结构实验室(LOCA) 。


中国“十三五”重点研发专项“高性能计算”, 专项目标:


  • 突破E级计算机核心技术,依托自主可控技术,研制适应应用需求的E级 (百亿亿次级)高性能计算机系统,使我国高性能计算机的性能在“十三五”末保持世界领先水平。 
  • 研发一批关键领域/行业的高性能计算应用软件,建立国家级高性能计算应用软件中心,构建高性能计算应用生态环境。 
  • 建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环境,促进我国计算服务业发展。 

“十四五”高性能计算方向重点研发专项的立项动议正在论证过程中。


下载链接:
《HPC网络、工具及应用最佳实践》
1、Mellanox创新网络构建高效云计算平台
2、高速网络提升HPC应用效率
3、HPC工具及应用最佳实例
《后台性能测试》
《基准测试程序》

《深入介绍FPGA》

《FPGA入门教程》

《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(1)》

1、FPGA入门教程.pdf

2、EDA技术与可编程AISC的设计实现.pdf

3、FPGA:芯片世界里,不走寻常路.PDF

4、FPGA基础知识.pdf

《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(2)》

1、赛灵思FPGA加速机器学习推理.pdf

2、Logos FPGA开发平台用户手册.pdf

3、Xilinx UltraScale业界首款ASIC级架构.pdf

4、先进封装技术:核电子学ASIC技术研讨会.pdf

5、高级ASIC芯片综合.pdf



下载链接:

《HPC网络、工具及应用最佳实践》
1、Mellanox创新网络构建高效云计算平台
2、高速网络提升HPC应用效率
3、HPC工具及应用最佳实例
《后台性能测试》
《基准测试程序》
《国产操作系统专题(3)》
《国产操作系统专题(2)》
《国产操作系统专题(1)》
《信创专题合集》
1、信创专题(二).pdf
2、信创专题(一).pdf


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