Cao tính năng tính toán

Cao tính năng tính toán,ハイ・パフォーマンス・コンピューティング( high-performance computing,HPC) は,Tính toán khoa họcの ために tất yếu なSố lýからコンピュータシステムKỹ thuật までに cập ぶ tổng hợp な học vấn giới hạn である.

Điểm chính

1980 niên đại trước kia はベクトル máy tínhが chủ lưu であったが, 1990 niên đại lấy hàng ではスカラー máy tínhをSiêu song songにする の が chủ lưu になっている. HPC dùngクラスタをHigh-Performance Computing Cluster, HPCC (en:HPCC) という. システム の cấu trúc や lợi dụng には cao いレベル の kỹ thuật スキルが không thể thiếu であるが, phiếm dùng の bộ phẩm で cấu thành することができる. Mềm mại tính, tính toán tính năng の mặt で ưu れ, tương đối thấp コストであるため, song song コンピューティングによるHPCはスーパーコンピュータNghiệp giới に phổ cập しつつある.

Khoa học nghiên cứu に sử われるSố trị tính toánに đối して dùng いられることが nhiều く, quan liền する dùng từ にCao tính năng kỹ thuật tính toán(high performance technical computing,HPTC) がある. Công học lợi dụng ( lệ えばTính toán thuỷ động học(computational fluid dynamics)や, 仮 tưởng なプロトタイプの cấu trúc ・ thí nghiệm など ) を chỉ す.Gần nhấtでは, クラスタベース の cao tính năng máy tính はビジネスにも lợi dụng されるようになってきた. Lệ えばデータウェアハウス,LOBアプリケーション(line-of-business application),トランザクション処 lý などである.

Nhất も cao tính năng なスーパーコンピュータはTOP500リストで thấy ることができる. TOP500は thế giới の nhất も cao tính năng なコンピュータシステムで cấu thành された thượng vị 500 cơ の リストである. リストは năm に2 độ 6 nguyệt と11 nguyệt に đặt lại され, それぞれISC (International Supercomputing Conference) とSC (Supercomputing Conference) で phát biểu される.

なお, Highly Parallel Computing ( cao song song tính toán )の đầu văn tự もHPCとなるが, giống nhau にこ の giới hạn でHPCはhigh-performance computing の lược であり,Đặc に thuyết minh などなしにHPCがHighly Parallel Computing の lược であることはまずない.

GPGPU

→ kỹ càng tỉ mỉ は “GPGPU”を tham chiếu

GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units) は, “GPU (Graphics Processing Unit) による phiếm dùng tính toán” という ý vị のĐầu tự ngữ( イニシャリズム ) で,GPU Computingとも hô ばれることがある. こ の văn mạch におけるComputingはグラフィックス処 lý に hạn らない tính toán 処 lý toàn bộ を ý vị している.

GPUはそ の vốn dĩ の sử dụng であるグラフィックスパイプラインの yêu cầu に ngọn nguồn する cao い tính toán năng lực とスループットを cầm つ,SIMDタイプ の cao tính năng cao song song プロセッサである. GPUにおける tính toán ユニット の nhỏ nhất 単 vị は “ストリームプロセッサ”あるいは “ストリーミングプロセッサ”と hô ばれることがあるが, こ の ストリームプロセッサ1つ1つは単 thuần な cấu tạo であり,オペレーティングシステム(OS)・アプリケーションソフトウェアの thật hành や chu biên máy móc chế ngự など の phiếm dùng 処 lý toàn bộ をつかさどるマイクロプロセッサすなわちCPUの ように phục tạp かつ quảng phạm な処 lý をこなすことはできない. しかし, 単 thuần な cấu tạo であるがゆえに tập tích độ を cao くすることができるため, lý luận tính toán tính năng (FLOPSTrị ) に quan していえば, GPUは cùng nhiều thế hệ の chế tạo プロセスにおけるCPUと so べて dao かに cao い tính năng を cầm っている. また, CPUと tương đối して điện lực あたり の lý luận tính toán tính năng ( ワットパフォーマンス,Performance per Watt) すなわち điện lực hiệu suất が cao い の もGPU の đặc trưng である. そ の ため, HPC giới hạn においても,x86/x64ベース の CPUを đa số dùng いるより, GPUを đa số dùng いたほうが an 価かつ hiệu suất なシステムとなることが chờ mong できる.

GPGPU の きっかけとなったプログラマブルシェーダーが lên sân khấu した lúc trước は, GPUはコンピュータグラフィックスに đặc hoá した thiết kế であり, GPGPUプログラム の khai phát も khó しかった. しかし,Thống hợp hình シェーダーアーキテクチャの lên sân khấu lấy hàng,CUDAやOpenCLの ように, GPUを phiếm dùng の song song プロセッサとしてアクセス khả năng なプログラミングインターフェイス (API) およびプログラミング ngôn ngữ拡 trương の chuẩn hoá とサポート・ phổ cập が thủy まっており,C ngôn ngữの ようなよく sử われている ngôn ngữ も sử dụng khả năng である. ただしCUDAやOpenCLなど, GPGPUをサポートするAPIにおいてデバイス sườn の カーネル ghi lại に sử われるC/C++は một mình 拡 trương が thi されており, CPU hướng け の プログラム ghi lại に sử dụng される phiếm dùng C/C++とは dị なる. また, CUDAはホスト sườn の C/C++にも拡 trương が nhập っており, chuyên dùng の コンパイラを sử dụng する tất yếu があるなど, GPGPU đối ứng アプリケーションソフトウェアを khai phát するためには従 tới の CPU hướng けプログラミングとは dị なる kỹ thuật や tri thức が tất yếu となる.

HPC hướng けGPU chế phẩm

NVIDIA TeslaやAMD FireProSシリーズといった, HPC giới hạn で の phiếm dùng tính toán を chủ mắt において thiết kế されたプロセッサやグラフィックスボードも chế tạo ・ buôn bán されている. これらはNVIDIA GeForceやAMD Radeonといったコンシューマー hướng け chế phẩm で sử われるチップをベースにしてはいるが, グラフィックス xuất lực の cơ năng を cầm たず, “GPUアクセラレータ” や “コンピューティングプロセッサボード” と hô ばれることもある.また, PCやエントリーモデルワークステーション hướng け のグラフィックスカードと dị なり, HPC hướng けにECCメモリ の サポートも bị えている.

Chọn dùng thật tích

Đông Kinh công nghiệp đại họcの スーパーコンピュータ “TSUBAME”などが,GPGPUベース の đại biểu なHPCシステムとして cử げられる.

TOP500の thượng vị には,インテルやAMDの phiếm dùng CPUに thêm えてNVIDIA TeslaGPUを đa số chở khách したスーパーコンピュータが danh を liền ねている.

2014 năm 11 hàng tháng のGreen500においては,AMD FireProS9150 GPUを chở khách したドイツGSI viện nghiên cứuの L-CSCクラスターが thủ vị を đạt được した.

メニーコアシステム

x86アーキテクチャベース のメニーコアシステムとして, インテルはコードネームLarrabeeと hô ばれる chế phẩm を khai phát していたが ngừng ngắt している. Larrabee の tư tưởng tự thể はXeon Phiに chịu け kế がれ,PCI ExpressTiếp 続による độc lập したアクセラレータ・デバイスとして khai phát ・ buôn bán が続けられている.

2015 năm 6 hàng tháng のGreen500では,PEZY Computingの メニーコアプロセッサ “PEZY-SC”を chở khách したスーパーコンピュータが1 vị から3 vị までを độc chiếm した.PEZY-SCはPCI Express tiếp 続によるコプロセッサであり, GPU (GPGPU) と tựa た điểm もある. しかし, GPUがSIMD hình (SIMTHình ) である の に đối し, PEZY-SCはMIMDHình を chọn dùng しており, より mềm mại tính すなわち sử いやすさやソフトウェア の khai phát しやすさを thư った thiết kế となっている.

Quan liền hạng mục

• Số trị phân tích
• スーパーコンピュータ
• Cao tính năng kỹ thuật tính toán (en)
• Phân tán コンピューティング(en)
• Song song コンピューティング(en)
• Lượng tử コンピュータ(en)
• メタ tính toán (en)
• Máy tính khoa học の chưa giải quyết vấn đề
• グリッド・コンピューティング
• GPGPU
• CUDA
• OpenCL
• OpenMP
• OpenACC

Phần ngoài リンク

Clustering Portal

• Windows HPC Server
• LinuxHPC.orgLinuxHigh Performance Computing and Clustering Portal
• WinHPC.orgWindows High Performance Computing and Clustering Portal
• Cluster Builder
• Top 500 supercomputers※ 単 một の ベンチマークHPCLinpackの tính năng による thượng vị máy tính システム の tính năng ランキング phó け.
• Media Center PC Mach4 siteHTPC News and Information.
• inside HPC※ HPC nghiệp giới chí
• HPCWire(Tabor Network)※ HPC nghiệp giới chí
• HPCWire Japan※ HPC nghiệp giới chí
• Giống nhau xã đoàn pháp nhân HPCIコンソーシアム
• HPCI(High Performance Computing Infrastructure)※ HPC の lợi dụng と ứng dùng を đẩy mạnh するため の Nhật Bản の quốc gia プロジェクト
• Tình báo 処 lý học sẽ ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) nghiên cứu sẽ ( IPSJ SIGHPC )※Tình báo 処 lý học sẽNội の nghiên cứu sẽ
• Nhật Bản ứng dùng số lý học sẽ “Hàng ngũ ・ cố hữu trị vấn đề の giải pháp とそ の ứng dùng” nghiên cứu bộ sẽ
• PCクラスタコンソーシアム ( PCCC )※ PCクラスタおよびアクセラレータKỹ thuật によるローエンドからハイエンド の HP thành phố C tràng dục thành を mục chỉ すコンソーシアム.
• プラットフォームコンピューティング kabushiki gaishaHPC ソフトウェアベンダ の lão 舗
• Cao tính năng tính toán の phi wiki
• The Art of HPC: Texbooks by Victor Eijkhout of TACC
  • Vol.1: The Science of Computing
  • Vol.2: Parallel Programming for Science Engineering
  • Vol.3: Introduction to Scientific Programming in C++17/Fortran2008
  • Vol.4: Tutorials for High Performance Scientific Computing
• ATPESC(Argonne Training Program on Extreme-Scale Computing)
• Xứng tin giáo trình tính toán khoa học kỹ thuật đặc luận A ( 2021 ) ( ngày 8 tháng 4 ～ ngày 29 tháng 7 ) ※ giáo trình の lục họa, スライド yết tái
• Xứng tin giáo trình tính toán khoa học kỹ thuật đặc luận B ( 2022 ) ( 2022 năm ngày 7 tháng 4 ～ ngày 28 tháng 7 ・オンライン ) ※ giáo trình の lục họa, スライド yết tái
• Xứng tin giáo trình tính toán khoa học kỹ thuật đặc luận A ( 2023 ) ( 2023 năm ngày 13 tháng 4 ～ ngày 27 tháng 7 ・オンライン ) ※ giáo trình の lục họa, スライド yết tái dư định
• HPCプログラミングセミナー tư liệu công khai ページ(HPCI)
• Thư tịch: Hạ tư nhã chương biên tập: “Tính toán khoa học の ため の HPC kỹ thuật １”, Osaka đại học xuất bản sẽ (2017 năm )
  • Masaaki Geshi(Eds.): "The Art of High Performance Computing for Computational Science", Vol.1, Springer (2019)
• Thư tịch: Hạ tư nhã chương biên tập: “Tính toán khoa học の ため の HPC kỹ thuật ２”, Osaka đại học xuất bản sẽ ( 2017 năm )
  • Masaaki Geshi(Eds.): "The Art of High Performance Computing for Computational Science", Vol.2, Springer (2019)