高性能計(jì)算應(yīng)用及應(yīng)用原因

1、高性能計(jì)算應(yīng)用及其原因高性能計(jì)算指通常使用很多處理器（作為單個(gè)機(jī)器的一部分）或 者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)（作為單個(gè)計(jì)算資源操作）的計(jì)算系 統(tǒng)和環(huán)境。高性能計(jì)算主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、航空航天制造、氣候、 海洋和環(huán)境、核能、石油勘探等領(lǐng)域。然而，在過(guò)去幾年中，其他非 傳統(tǒng)領(lǐng)域如建筑、圖形設(shè)計(jì)甚至是游戲都對(duì)高性能計(jì)算有著不斷增長(zhǎng) 的需求【1】。金融、電信、稅務(wù)等行業(yè)中的很多企事業(yè)也已經(jīng)開始應(yīng) 用高性能計(jì)算。氣象工作離不開高性能計(jì)算機(jī)氣象領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苄枨笫謴?qiáng)烈，其需求主體是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模 式的科學(xué)研究和業(yè)務(wù)運(yùn)行【2】。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)水平的高低已成為衡量 世界各國(guó)氣象事業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。我國(guó)是一

2、個(gè)幅員遼闊的國(guó) 家。在氣候上呈現(xiàn)多層次多樣性多變性等特點(diǎn)。及時(shí)準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)十分重要。圖1為曙光公司利用剛性能計(jì)算機(jī)完成的氣象圖。圖1高性能計(jì)算在高光譜遙感數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用高光譜遙感數(shù)據(jù)包括了空間、輻射和光譜三重信息，行業(yè)應(yīng)用中 的數(shù)據(jù)量已經(jīng)達(dá)到TB級(jí)，已經(jīng)達(dá)到海量數(shù)據(jù)級(jí)別.大量數(shù)據(jù)操作和處 理的復(fù)雜性決定了高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)處理具有很強(qiáng)的計(jì)算性，普通 計(jì)算機(jī)和價(jià)格昂貴的專用硬件系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足遙感數(shù)據(jù)處理日益 增長(zhǎng)的需求【3】。高性能計(jì)算是解決海量數(shù)據(jù)處理效率低的有效方法， 也是進(jìn)行高光譜遙感數(shù)據(jù)處理的絕佳途徑。高性能計(jì)算在化工領(lǐng)域的應(yīng)用在對(duì)材料的物理性質(zhì)進(jìn)行第一性原理分析研究時(shí)，需要高性能

3、的 計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)分析這些系數(shù)相關(guān)的力學(xué)性質(zhì)模量與電學(xué)性質(zhì) 模量，可以得到新材料的相關(guān)力學(xué)性質(zhì)與電學(xué)性質(zhì)【4】。高性能計(jì)算在地震勘探領(lǐng)域的應(yīng)用在地球物理勘探領(lǐng)域，其海量地震數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)模對(duì)處 理器的浮點(diǎn)運(yùn)算能力、I/O性能、內(nèi)存容量以及帶寬都有較高的要求 【5】。因此高性能計(jì)算在地震研究中起著重要作用。高性能計(jì)算與納米技術(shù)高性能計(jì)算也應(yīng)用于納米技術(shù)。A proposal to optimize computations in an HPC setup and distribution of work in various clusters has been formulated t

4、o make Nanotechnology computations more effective and realistic on a Windows Cluster Server based framework【6】.參考文獻(xiàn)Brahma, M. Patra, G.K. Thangavelu, R.P. Kumar, V.A. Mobile basedpayment model for HPC cloudsDOI:10.1109/ICRTIT.2011.59723612011,189 - 193.WEI Min,WANG Bin,SUN Jing,et al.Analysis of the

5、 applicability oftianhe-1 supercomputer in the field of meteorology J. Advances in Meteorological Science and Technology,2012,2(1) :31-35(inChinese).魏，敏，王彬，孫靖，等。“天河一號(hào)系列超級(jí)計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)氣象領(lǐng)域適用性分析J.氣象科技進(jìn)展，2012,2 (1)： 31-35.羅耀華。高性能計(jì)算在高光譜數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究。劉燕。高性能計(jì)算集群的建立及CdGa2S4性質(zhì)的計(jì)算。張軍華；臧勝濤；單聯(lián)瑜；石林光。高性能計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。Pathak,R. Joshi,S. Ahmed,S. Mishr,D. Optimizing HPC andparallelization for computation