高性能计算

摘要： cqvip:i项目概况基于大容量指纹识别的实时身份认证系统是由中国科学院超级计算中心与北京刑事科学技术研究所共同开发的基于高性能计算的全国人员身份实时认证计算服务系统,可实时确认可疑人员的身份信息。Q应用范围作为物证之首,指纹特征的唯一性和不变性已经得到公认和历史的检验。我国人口基数大,流动人员多,并处于社会重大快速转型时期,跨区域犯罪、流窜犯罪、系列案件有所上升。

摘要： 基于分区搜索的多模态多目标优化属于一种决策空间分解策略,因此它具有天然的并行性。为提高求解效率,提出了一种并行分区搜索(Parallel Zoning Search,PZS)方法来辅助多模态多目标进化算法。在PZS中,首先将多模态多目标优化问题的整个决策空间划分为多个子空间,然后利用并行计算技术来实现选定的多模态多目标进化算法在各个子区域内进行并行搜索,最后将所有子空间得到的解集进行合并和选择。为验证所提方法的有效性,文中设计了两组实验:1)在所有对比算法的运行时间相同的条件下进行实验;2)在所有对比算法的函数评价次数相同的条件下进行实验。结果表明,在计算时间相同的情况下,所提方法能够有效提高选定的多模态多目标进化算法在决策空间中所得解集的质量;而在相同函数评价次数条件下,其能够节省计算时间。文中还将与PZS相结合的多模态多目标进化算法用于求解考虑碳排放的海铁联运能耗多模态多目标优化问题,所得结果可以为海铁联运中的环境保护和运输时间问题提供决策支持。

摘要： 为了提升矩阵乘法的运算速度,优化运算性能,提出了一种基于并行计算的方法。采用OpenMP+MPI混合编程,选用华为鲲鹏处理器和PC机作为实验平台。其中MPI将分块后的小矩阵广播至每个进程,在每个进程中使用OpenMP进行矩阵相乘的运算,再使用MPI进行运算结果的聚集,最后显示时间性能等相关信息。分别选用PC机,单台和多台华为鲲鹏服务器,分配不同的进程数,对运算结果进行了相关性能的分析与总结。

摘要： 随着遥感卫星更高时空分辨率的大气探测需求,大气遥感高光谱数据量骤增,传统高光谱数据的处理效率较低,无法满足高性能处理高光谱数据的需求.首先介绍了国内外研究者利用图形处理器(GPU)加速处理遥感高光谱数据的应用实例,然后对基于CPU-GPU异构模式的大气遥感高光谱数据傅里叶分析的并行化计算进行了研究,并进行算法实现,最后同传统基于CPU计算做了实验比较.实验结果表明,使用基于CPU-GPU异构模式的方法处理高光谱数据时,在保证数据准确性的同时速度提升80多倍,验证了将GPU加速用于处理大气遥感高光谱数据的有效性,可以更好地满足气象卫星更高时空分辨率的大气探测需求.

摘要： 《计算机工程与科学》是由国防科技大学计算机学院主办的中国计算机学会会刊,是国内外公开发行的计算机类综合性学术刊物,现为月刊。本刊欢迎关于计算机科学理论、计算机组织与系统结构、计算机软件、计算机网络、计算机器件设备与工艺等学科领域方面的来稿。本刊常年设有高性能计算专栏。来稿论文必须未发表、未投到其他会议或期刊。来稿要求和注意事项:(1) 主题明确、文字精练、语句通顺、数据可靠。

摘要： 2022年4月22-27日青岛海泉湾皇冠假日度假酒店https://b2b.csoe.org.cn/meeting/FPIC2022.html为展示光电子集成芯片材料、器件、工艺平台、仿真设计、封测技术及其在光通信、数据中心、高性能计算、多维存储与显示、无人驾驶、传感与成像等领域的应用,由中国光学工程学会主办的第三届光电子集成芯片立强论坛将于2022年4月22-27日在青岛举办。

摘要： 由中国计算机学会主办,中国计算机学会高性能计算专业委员会、齐鲁工业大学(山东省科学院)共同承办,山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、济南超级计算技术研究院、北京并行科技股份有限公司共同协办的“2022CCF全国高性能计算学术年会(CCF HPC CHINA 2022)”将于2022年9月23日至25日在济南.山东国际会展中心召开。

摘要： 【目的】本文对国家高能物理科学数据中心分布式数据平台进行系统全面介绍,为高能物理及相关领域大科学实验的数据处理提供参考。【方法】文章介绍了国家高能物理科学数据中心分布式数据处理平台的总体构成、运行模式和智能运维等方面的关键技术。通过分析高能物理实验数据处理的计算特点与实际需求,介绍了数据中心“一平台多中心”的数据处理平台建设思想,阐述了平台为高能物理实验提供的跨地域资源共享、高性能海量数据访问以及用户实时交互服务等技术方案设计与实现。【结果】文章列举了数据中心分布式数据处理平台对两个高能物理实验的支持实例,助力科学研究成果获取。【结论】国家高能物理科学数据中心分布式数据处理平台已经成为高能物理学科的重要基础设施和组成,是学科融合、开展新研究方法的主要场所,满足了粒子物理、理论物理、空间天文、射线学科、加速器设计等科研领域的数据处理需求。

摘要： 同时可记录的处理器硬件事件数量受限于处理器硬件性能计算器的数量.目前主流处理器可支持大量(数百个)硬件事件,但由于片上寄存器数量有限,仅提供了少量(通常6~12个)硬件性能计数器.为缓解这一矛盾,硬件计数器复用技术(multiplexing,MPX)通过分时复用策略,利用少量计算寄存器来估算大量硬件事件.但在实践中,由于已有基于时间局部性的MPX估计算法结果准确率偏低,导致MPX一直未被广泛采用.为了提升MPX结果准确率,主要工作包括3部分:1)通过Kolmogorov-Smirnov正态性检验,发现针对同一硬件事件,相同代码在单计数器记录单事件(one counter one event,OCOE)的OCOE模式和MPX模式下,存在数据分布一致性的规律;2)基于此规律,提出了轮廓线估计法(outline estimation,OLE);3)在开源MPX库NeoMPX上实现了OLE算法,并在主流X86和ARM处理器上进行了验证.实验结果表明:在对16个硬件事件同时进行采集时,OLE算法相比PAPI默认的MPX估计算法,结果准确率平均提高了10.5%左右,最多可提升46.6%;相比已有算法,结果准确率分别提升了18.8%和17.7%.

摘要： 青岛海泉湾皇冠假日度假酒店https://b2b.csoe.org.cn/meeting/FPIC2022.html为展示光电子集成芯片材料、器件、工艺平台、仿真设计、封测技术及其在光通信、数据中心、高性能计算、多维存储与显示、无人驾驶、传感与成像等领域的应用,由中国光学工程学会主办的第三届光电子集成芯片立强论坛将在青岛举办(具体时间待定)。

摘要： 在科学研究和工程实际中,集成系列软件形成"建模、计算、分析、优化"一体化应用已经成为目前的数值模拟应用趋势.对于高性能计算资源的运营方而言,为了适应这个趋势需要解决数值模拟工作流建模与高效执行、异构计算资源屏蔽等关键技术问题并提供适用于高性能计算服务的应用接口.HSWAP平台是适用于高性能计算环境的数值模拟工作流管理平台,实现了1)封装数值模拟软件形成适用于Web Portal的服务,并支持交互界面推送;2)支持流程化集成数值模拟软件服务,形成的数值模拟工作流可自动高效执行;3)屏蔽异构计算资源细节,数值模拟工作流可迁移共享;4)支持数值模拟工作流的交互式设计,目前已在中国工程物理研究院得到部署应用.

摘要： 提升计算能效并满足新兴应用的性能需求是目前超级计算系统面临的两大挑战.FPGA低功耗和可重构的特性为应对上述挑战提供了可能.现有研究通过分析FPGA上计算核心的实际性能,探索了FPGA应用于高性能计算的可行性.但其性能分析未考虑卷积神经网络计算核心且缺乏高性能处理器作为参照.本文针对当前高性能计算领域主要的计算核心,包括广度优先搜索、稀疏矩阵向量乘、Stencil、Smith-Waterman和卷积神经网络,总结了FPGA上各计算核心的实现和性能优化,并将其与SW26010众核处理器进行了对比.同时,本文还探讨了FPGA应用于高性能计算存在的若干问题.本文的分析表明,当前FPGA的能效最高为SW26010的63倍;FPGA上新兴应用如图计算和深度学习的性能最高为SW26010的26倍.未来,降低FPGA的通信开销,提升其可编程性并完善基于FPGA的科学计算软件库可有效推动FPGA应用于高性能计算.

摘要： 随着E级计算机的研制建设,高性能计算系统结构日益复杂.由于参与大规模并行计算的节点数巨大,并行作业运行过程中发生故障的概率也随之增加.各种软件硬件资源故障都可能导致应用程序异常中断.利用已有的作业管理系统和工具,在一定程度上可以获取作业运行状态、计算资源状态及其故障信息.但是,由于获取的故障信息较多且关联性强,很难快速定位故障根源;另一方面,故障处理策略不合理,导致故障响应时间过长、无法快速恢复.本文提出了一种大规模并行作业运行故障快速定位方法,首先,介绍了基于状态获取的故障信息,然后列出了可能导致作业运行失败的原因事件,并对其进行分类和严重等级分级.进而,通过问题规模及其关联关系建立了一种针对批量的大规模作业的故障分析方法.本方法由上而下、逐层排查故障原因,缩小了故障的处理范围,结合自动化判断分析,有效解决了大规模作业运行过程中故障定位难且准确性差的问题.最后,通过实例验证了该方法的有效性,为运行管理人员排查故障提供帮助.

摘要： 随着多核/众核处理器和异构加速部件的快速发展,高性能计算机系统规模不断增大.超大规模的并行系统需要与之相适应的可超大规模并行执行的应用程序.这给并行程序的编程、调试和调优带来了多方面的挑战.本文设计实现了一种可以支持程序大规模并行运行的MPI仿真环境.并行应用程序仅需在高性能计算机上以期望的规模(进程数)执行一次,其后,利用真实运行过程中记录的进程间通信信息,仿真环境可在2个节点上以相同规模多次重复执行并行应用程序中的1个或多个进程.用户在程序执行过程中可以配合调试工具对进程进行交互控制,为大规模并行程序的测试、调试、性能调优提供帮助.

摘要： 随着高性能计算机计算能力的不断发展,高性能计算应用的I/O需求快速增长,需要高性能计算机存储子系统实现高带宽、低延迟的目标,存储系统正面临严峻的I/O压力.基于FUSE开发的分布式文件系统客户端中,VFS页缓存和FUSE内核成为制约系统性能的重要瓶颈.缓存技术是减轻高性能计算机系统I/O瓶颈的经典技术,本文针对典型高性能应用I/O特性,结合高性能计算机支持RDMA通信的优势,提出一种与RDMA缓存统一管理的客户端缓存机制对masFS客户端进行改进.最后将改进前后的文件系统客户端在TH-1A系统上进行部署测试,测试结果表明,客户端缓存可以显著提升应用程序客户端I/O性能,客户端顺序读、写带宽最大可达到基于页缓存的原系统的4.8、2.3倍.

摘要： 大时空尺度湍流磁重联(LTSTMR)是空间物理、太阳物理、宇宙学领域中的一种普遍存在的爆发现象.磁能转移-释放-耗散、等离子体加热及高能粒子加速是研究该类现象的核心内容,而湍流在LTSTMR中如何起作用是解决以上问题的关键所在.二维磁重联模型因其在物理图像简化方面忽略了自然界爆发现象的三维属性和本质,物理图像基础存在不足,这种不足随着不断更新的观测技术所提供的观测结果的数据累积,在探索LTSTMR物理问题方面的缺陷日益明显和突出.三维磁重联模型方面,上世纪八十年代至本世纪初,因数值算法和高性能计算资源方面的限制,很长一段时间内制约了其在数值模拟及探索物理图像方面的应用.本世纪最近十年以来,随着超级计算平台的高速发展,为基于三维模型的数值工作提供了平台和条件.本研究基于新型HPIC-LBM粒子算法,在"天河二号"平台上开展LTSTMR的数值实验工作.首次获得了太阳大气活动磁重联精细演化(～500km)耗散区内oblique不稳定性证据.证明了高能带电粒子可以在相对较长时标内(～38s)被加速,为解释太阳风中高能粒子可被加速到较高能位提供了更符合观测结果的证据.该研究为在超算平台上应用三维磁重联模型开展大时空尺度湍流磁重联提供了一种新途径和手段.

摘要： 在高性能计算作业调度中,许多调度算法依赖于对作业运行时间的准确估计,尤其是以EASY为代表的回填算法,而使用用户提供的作业运行时间往往会降低调度性能.本文提出了一种基于分类和实例学习相结合的作业运行时间预测算法-GA-Sim,该算法在考虑预测准确性的同时考虑了低估问题.在两个实际调度日志上的数值实验结果表明,相较于IRPA和TRlP算法,GA-Sim在取得更高预测精度的同时降低了低估率.丈章对数值实验结果进行了深入的分析,并给出了不同情形下选择恰当预测算法的建议.

摘要： 随着云计算的迅猛发展,虚拟化技术日趋成熟,通信延迟逐渐降低,高性能计算(High Performance Computing,HPC)应用在云上的部署成为可能.高性能计算常用于处理大规模、紧耦合的计算任务,因此对硬件计算能力和数据传输效率有着很高的要求.为了评估HPC应用在云计算平台上部署的可行性,本文以亚马逊云计算服务(Amazon Web Services,AWS)为基准测试对象,选取主流HPC Benchmark和科学计算应用对AWS EC2服务的三款高端实例进行多方位测试,获取其在浮点运算、网络通信和I/O读写方面的峰值数据以及在实际HPC应用场景下的性能表现,并对比了阿里云弹性裸金属服务器超级计算集群SCC上的性能表现.此外,本文还根据实验结果对云上HPC集群资源配比和使用方式进行分析,探寻高性价比的云上HPC集群构建和使用方案,为HPC应用上云提供参考.

摘要： 科学与工程计算中的很多复杂应用问题需要使用科学工作流技术,超算领域中的科学工作流常以并行任务图建模,并行任务图的有效调度对应用的高效执行有重要意义.本文给出了资源限制条件下并行任务图的调度模型;针对Fork-Join类并行任务图给出了若干最优化调度结论;针对一般并行任务图提出了一种新的调度算法,该算法考虑了数据通信开销对资源分配和调度性能的影响,并对已有的CPA算法在特定情况下进行了改进.通过实验与常用的CPR和CPA算法做比较,验证了提出的新算法能够获得很好的调度效果.本文提出的调度算法和得到的最优调度结论对工作流应用系统的高性能调度功能开发具有借鉴意义.

摘要： 科学与工程计算中的很多复杂应用问题需要使用科学工作流技术,超算领域中的科学工作流常以并行任务图建模,并行任务图的有效调度对应用的高效执行有重要意义.本文给出了资源限制条件下并行任务图的调度模型;针对Fork-Join类并行任务图给出了若干最优化调度结论;针对一般并行任务图提出了一种新的调度算法,该算法考虑了数据通信开销对资源分配和调度性能的影响,并对已有的CPA算法在特定情况下进行了改进.通过实验与常用的CPR和CPA算法做比较,验证了提出的新算法能够获得很好的调度效果.本文提出的调度算法和得到的最优调度结论对工作流应用系统的高性能调度功能开发具有借鉴意义.

摘要： 公开了用于改善性能数据收集的方法、设备、系统和制品。示例设备包括：源节点的性能数据比较器，用于以轮询频率从主机结构接口收集源节点的应用的性能数据；接口，用于将写回指令传送至主机结构接口，写回指令用于使得数据被写入源节点的存储器的存储器地址位置以触发唤醒模式；和频率选择器，该频率选择器用于：将轮询频率启动为针对睡眠模式的第一轮询频率；并且响应于存储器地址位置中的、标识唤醒模式的数据将轮询频率增加到第二轮询频率。

摘要： 本发明涉及一种高性能计算与云计算混合计算系统及其资源管理方法。该方法在高性能计算资源池的每一个计算节点中设置云计算代理服务模块同时与高性能计算调度系统和云计算管理系统连接。云计算资源不足时，由云计算管理系统向高性能计算调度系统发送节点资源申请，并根据高性能计算调度系统通知的空闲计算节点信息向对应云计算代理服务模块发送第一清理命令以清理该空闲计算节点并将其加入到云计算资源池。云计算资源冗余时，由云计算管理系统释放一部分计算节点，并向对应云计算代理服务模块发送第二清理命令以清理待释放的计算节点，然后由高性能计算调度系统回收到高性能计算资源池。本发明避免资源闲置，提高资源利用率。

摘要： 本发明公开了监测应用执行性能的方法、装置及高性能计算系统。其中，监测应用执行性能的方法包括下述步骤。获取对应执行应用的计算节点的节点列表。基于该节点列表，获取执行应用的每个计算节点对应的进程列表和函数列表。基于所获取的每个进程列表，提取其中与应用关联的进程项。从每个关联的进程项对应的函数列表中，提取与该进程项关联的函数项。根据所提取与应用关联的进程项和与每个提取的进程项关联的函数项，监测应用的执行性能。

摘要： 用于改进高性能计算(HPC)中的集体操作的性能的系统、方法和装置。联网的HPC环境中的计算节点形成集体分组以执行集体操作。生成树被形成为包括计算节点以及用于互连所述计算节点的交换机和链路，其中，所述生成树被配置以使得该树中的任何一对节点之间仅仅存在单个路径。这些计算节点实现用于执行集体操作的进程，包括在其他计算节点上执行的进程之间交换消息，其中，所述消息包含标识它们所属于的集体操作的标记。每个交换机被配置为实现针对它的生成树的部分的消息转发操作。所述生成树中的节点中的每个节点实现用于将集体操作进行同步的齿轮周期状态机，以及在节点之间所交换的状态消息。业务ID还用于检测乱序和丢失的消息。

摘要： 本发明公开了一种用于高性能计算机系统的隔离方法及高性能计算机系统，本发明方法包括针对高性能计算机系统进行结点级隔离、拓扑级隔离以及用户级别隔离，其中结点级隔离包括为各个计算结点配置路由表，在路由表中为计算结点对之间配置有效的路由信息；当任意源计算结点与目标计算结点进行通信时，首先根据配置的路由表来查找与目标计算结点之间是否存在有效的路由信息，若存在有效的路由信息，则源计算结点与目标计算结点进行通信，否则源计算结点放弃与目标计算结点进行通信。本发明能够针对高性能计算机系统进行网络安全隔离，在确保高性能计算资源弹性扩展和高可用的前提下保证高性能计算机的安全可靠。

摘要： 本发明涉及一种高性能计算与云计算混合计算系统及其资源管理方法。该方法在高性能计算资源池的每一个计算节点中设置云计算代理服务模块同时与高性能计算调度系统和云计算管理系统连接。云计算资源不足时，由云计算管理系统向高性能计算调度系统发送节点资源申请，并根据高性能计算调度系统通知的空闲计算节点信息向对应云计算代理服务模块发送第一清理命令以清理该空闲计算节点并将其加入到云计算资源池。云计算资源冗余时，由云计算管理系统释放一部分计算节点，并向对应云计算代理服务模块发送第二清理命令以清理待释放的计算节点，然后由高性能计算调度系统回收到高性能计算资源池。本发明避免资源闲置，提高资源利用率。

摘要： 本发明涉及一种高性能计算应用的性能监测系统，包括：数据采集客户端，用于实时采集一个或多个集群上的高性能计算应用的性能指标数据；数据收集服务器，用于从数据采集客户端获取所述性能指标数据，并存储至数据存储服务器中；数据存储服务器，用于存储所述性能指标数据；作业信息获取模块，部署在每一集群的边界节点上，用于获取一个或多个待监测作业的作业信息，并根据所述作业信息从所述数据存储服务器中获取待监测作业对应的目标性能指标数据；监测结果确定模块，用于基于待监测作业对应的目标性能指标数据，确定单个作业的监测结果，或者确定多个作业的监测结果。本发明能够实时监测相同或不同集群上的单个或多个高性能计算应用的性能。

摘要： 本发明公开了监测应用执行性能的方法、装置及高性能计算系统。其中，监测应用执行性能的方法包括下述步骤。获取对应执行应用的计算节点的节点列表。基于该节点列表，获取执行应用的每个计算节点对应的进程列表和函数列表。基于所获取的每个进程列表，提取其中与应用关联的进程项。从每个关联的进程项对应的函数列表中，提取与该进程项关联的函数项。根据所提取与应用关联的进程项和与每个提取的进程项关联的函数项，监测应用的执行性能。

摘要： 用于改进高性能计算(HPC)中的集体操作的性能的系统、方法和装置。联网的HPC环境中的计算节点形成集体分组以执行集体操作。生成树被形成为包括计算节点以及用于互连所述计算节点的交换机和链路，其中，所述生成树被配置以使得该树中的任何一对节点之间仅仅存在单个路径。这些计算节点实现用于执行集体操作的进程，包括在其他计算节点上执行的进程之间交换消息，其中，所述消息包含标识它们所属于的集体操作的标记。每个交换机被配置为实现针对它的生成树的部分的消息转发操作。所述生成树中的节点中的每个节点实现用于将集体操作进行同步的齿轮周期状态机，以及在节点之间所交换的状态消息。业务ID还用于检测乱序和丢失的消息。

摘要： 本实用新型公开了一种便于固定的高性能计算机用的高性能显卡，包括主体组件和固定组件，所述主体组件包括方形凹槽板体、第一方形板体、第二方形板体和散热扇；所述主体组件的内部安装有固定组件；所述固定组件包括第一板体、显卡本体；所述方形凹槽板体的下表面均匀固定连接有显卡本体，所述显卡本体的前表面开设有第一通槽。本实用新型通过手持显卡本体上的第二板体在第一通槽内移动，从而使凹槽内的齿条在圆形齿轮上转动，当显卡本体移动至固定位置后，通过弹簧的弹性势能推动杆体向下移动至圆形齿轮的通孔内，既能辅助显卡本体进行更换，又能快速对显卡本体进行增强固定，防止显卡本体晃动损坏。