转变到高性能运算的技巧与趋势分析

高性能运算适用于您的行业吗？

RICHARD：高性能运算的应用非常广泛。几乎每个行业都有高性能运算集群，从教育到娱乐到高科技领域。

TOM：在航空航天工业，完成一项飞机设计并发运前，要进行大量的计算。在石油行业，当找到了一片或许有开采价值区域，地质信息需要进行更多的处理。因此您要将现场信息带回去，输入集群计算机，通过一些功能强大的软件进行处理，最后算出这个地方是否有石油。谁最先计算出这个地方是否有石油，并最先中标，才能获得胜利。其他人也就失去了机会。

RICHARD：再来看看电影制片公司制作的动画长片，这些儿童电影。动画电影的渲染是一项需要大量并行处理的活动。对于一部片长 90 分钟的电影，他们需要渲染 90（分钟）x60（每分钟秒数）x24（每秒帧数）=129,600帧。每帧要用约 45 小时的计算机时间来完成渲染。串行执行此项工作要花费约 655 年，但使用包括 1024 个节点的集群，只需要花费约 6 个月即可完成。

问：是什么促使企业转变到高性能运算？

TOM：率先将产品推向市场的企业就是赢家，无论是航空航天、汽车工业还是制药业。

速度与高性能

问：速度越快意味着性能越高吗？

TOM：速度通常很重要，但并不一定是最重要的因素。在高性能运算集群中，所有机器都致力于特定的数字问题，需要进行大量计算来得出结果。例如，国家车辆管理局驾照数据库查找速度尽管非常快，但不是高性能运算，更大程度上是查表，而不是计算。但是如果您在建造飞机，要计算 747 机翼上方的气流，那么速度越快越好。您要将机翼剖面分成若干个一英寸大小的部分，计算每平方英寸上方的气流等，然后不断重复这一过程。集群速度越快，您就能越早得出结果。

问：自高性能运算应用于雷达之后，又发生了哪些变化？

RICHARD：在过去的 20 年里，随着高性能运算的广泛应用，我们看到了两个方面的变化：首先，我们拥有了高性能处理器。第二，出现了基于商品的互联解决方案，如 InfiniBand、Quadrix等。

TOM：变化非常显著，速度越来越快，成本大幅降低；过去一台 286 电脑要两三千美元；如今，您可以到超市花几百美元购买到主板和电源。然而，现在您可以获得过去一百倍的性能和极大改进的通信速度。

RICHARD：如果汽车的价格像处理器一样，大约五美元一辆，那么人人都可以驾驶劳斯莱斯了。

问：企业在考虑高性能运算是否适合自己时，要了解哪些基本问题？

TOM：在构建高性能运算集群时，要遵循三个原则。原则一，应用决定如何构建集群：具体的表现如何取决于所运行的应用。这是因为处理器速度较快不表示运行此应用的速度就快。

原则二，计算与通信间的平衡。一个集群的各个构件不可能独立进行计算，它们要在某个点进行相互通信。然后重复这一过程；这与您设计硬件的方式又有区别。在资金有限的情况下，您需要分步来构建集群，包括用于通信的硬件、用于计算的硬件、或者节点、基础设施等。

RICHARD：构建集群的第三个原则是“将来还需要升级”！集群并非总是静态的，随着企业计算需求的变化，所使用机器的增多，集群会不断扩展。