chapter數(shù)據(jù)庫(kù)ppt課件(參考版)
2025-05-04 18:15本頁(yè)面
【正文】 在現(xiàn)有串行編程模型上做并行化沒(méi)有出路 ， 一定回到原始問(wèn)題 ， 重新考慮并行算法和并行編程 ， 這可能是今后幾十年計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件界必須突破的科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù) 。 過(guò)去幾十年的編程模式主要的串行 ， 現(xiàn)在必須轉(zhuǎn)到并行編程 ， 這一迫不得已的轉(zhuǎn)變 ， 對(duì)軟件界既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇 。 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 40 必須突破并行編程模型 ? 幾十年來(lái)由于微處理器一直按照 Moore定律預(yù)測(cè)的性能增長(zhǎng)速度發(fā)展 ， 使得并行處理得不到強(qiáng)烈的需求牽引 ， 導(dǎo)致以并行計(jì)算機(jī)為主業(yè)的公司幾乎全部夭折 。入選的對(duì)象是所有在中國(guó)境內(nèi)安裝的前100臺(tái) Linpack速度最快的計(jì)算機(jī) 。 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 34 Jaguar美洲虎 , Cray XT5HE Opteron Six Core GHz,近 25萬(wàn)個(gè)內(nèi)核 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 35 ?科學(xué)應(yīng)用 ? 首個(gè)對(duì)極端氣候變化的模擬 ? 輔助超新星研究 ? 生物和半衰期 ? 從光合作用到燃料：新型燃料 ? 聚變加快 ? 火山爆發(fā)模型模擬極端氣候 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 36 ： Roadrunner,DOE/NNSA/LANL 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 37 No3 曙光星云 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 38 國(guó)內(nèi) TOP100 ?2022年 11月 ， 中國(guó)計(jì)算數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)并行計(jì)算分會(huì)和中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)并行軟件分會(huì)發(fā)布了當(dāng)年的中國(guó) TOP50。 而這個(gè)創(chuàng)意 ， 正是 “ 天河一號(hào) ”的研制過(guò)程中由中國(guó)科技人員最先提出并實(shí)踐的 ? 制造了先進(jìn)的通信芯片 ， 設(shè)計(jì)了先進(jìn)的互聯(lián)結(jié)構(gòu) 。 ? 中國(guó)首創(chuàng)了 CPU和 GPU融合并行的體系結(jié)構(gòu) 。 這款名為 “ 飛騰 1000”的 64位 CPU。 二者之間的功耗之差足夠滿足 5000多戶(hù)居民一年的電力所需 。 ? 更重要的是 ， 如果完全采用 CPU 打造 ， 可實(shí)現(xiàn) Petaflops（ 千萬(wàn)億次 ） 性能的系統(tǒng)將消耗 1200萬(wàn)瓦特的電力 。 ? 14,336顆英特爾六核至強(qiáng) X5670 CPU、 7168顆Nvidia Tesla M2050 GPU， 以及 2048顆自主研發(fā)的八核飛騰FT1000處理器 ? 天河一號(hào) A將大規(guī)模并行 GPU與多核 CPU相結(jié)合 ， 在性能 、尺寸以及功耗等方面均取得了巨大進(jìn)步 ， 是當(dāng)代異構(gòu)計(jì)算(CPU GPU)的典型代表 。 ? Linpack基準(zhǔn)測(cè)試程序 ? 是一個(gè)可以分解和解答線性方程和線性最小平方問(wèn)題的Fortran子程序集 . ? 于 20世紀(jì) 70年代到 80年代初為超級(jí)計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì) ? 測(cè)試出的最高性能指標(biāo)作為衡量機(jī)器性能的標(biāo)準(zhǔn) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) No 1：天河 1A，國(guó)防科技大學(xué) ? 這是超過(guò)美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品高達(dá) 40％ 的系統(tǒng) 。 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 21 CPU與 Memroy的性能呈現(xiàn)剪刀差 Performance 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 22 ENIAC (艾尼亞克 ) – 背景 ?最早 的計(jì)算機(jī) ?Electronic Numerical Integrator And Computer (電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī) ) ?Eckert (總工程師 ， 年僅 24歲 ) and Mauchly ?1943開(kāi)始 ， 1946完成 ， 1955年終止 ?賓夕法尼亞大學(xué) ?二戰(zhàn)期間 ， 軍方要求為陸軍炮彈部隊(duì)提供 6張火力表以便對(duì)導(dǎo)彈的研制進(jìn)行技術(shù)鑒定 ?如果雇用 200多名計(jì)算員加班加點(diǎn)工作大約需要二個(gè)多月的時(shí)間才能算完一張火力表 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)
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