在分析并行应用为高效能计算机系统提出的挑战的基础上,针对Cray和IBM的相关计划,探讨了应用对高效能计算机研发计划、系统决策、系统架构以及系统软件的影响,总结了有代表性的千万亿次计算机计划及其系统,并从应用范围的角度对高效能计算机系统进行了分类;进一步综述了高效能计算机系统在体系结构、编程环境、管理以及鲁棒性等方面取得的进展.最后从应用的角度展望了高效能计算机

计算机研究与发展

ISSN 100021239ΠCN 1121777ΠTP Journal of Computer Research and Development 44(10):1633～1639,2007　收稿日期5;修回日期3　基金项目国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(66);地球探测与信息技术教育部重点实验室开放基金项目(DTK F )应用驱动的高效能计算机系统的研究与发展

洪学海

1,3　詹剑锋1　樊建平2　张志宏11

(中国科学院计算技术研究所　北京　100080)2

(中国科学院深圳先进技术研究院　深圳　518067)3(地球探测与信息技术教育部重点实验室　成都　610059)

(hxh @ncic 1ac 1cn )

Resear ch Pr ogr ess o f Applicat ion 2Dr iven High Pr oduct ivity Computing System H ong Xuehai 1,3,Zhan Jianfeng 1,Fan Jianping 2,and Zhang Zhihong 1

1

(Instit ute o f Computing Technology,Chinese Academy o f Sciences ,Beiji ng 100080)2

(Shenzhen Institute o f A dvanced Technology,Chinese Academy of Sciences ,Shenzhen 518067)3(Ministry of Education K ey L ab oratory of Ear th Explora tion &Informa tion Technology ,Chengdu 610059)

Abstra ct 　The research and applicat ion of high pr oductivity comput ing system is key field of large 2scale comput er system 1Faci ng various application fields ,how to design high producti vit y computi ng system ,how to use large 2scale computer system high efficiently and how to make large 2scale computer system meet t he need of t he various applicat ions ,all have bec ome t he most interest topic in the HPC (high per formance comput ing )1

Recent years wit ness the rapi d progress and ambitious research plans in t he field of HPCS (high product ivit y c omput ing syst em )1Focusing on t he demands of large 2scale parallel applicat ions ,t he big challenges are analyzed and t he main e ffort s and plans are surveyed i n thi s paper 1The lat est progresses i n comput er architect ure ,programming envi ronment ,system management and reliabili ty design are f urt her discussed surroundi ng t his topic 1Finally ,t he f ut ure development of application 2driven high producti vit y comput ing systems is out li ned 1

K ey w or ds 　HPCS ;architect ure ;programmi ng model ;port ability ;robust ness

摘　要　在分析并行应用为高效能计算机系统提出的挑战的基础上,针对Cray 和I BM 的相关计划,探讨了应用对高效能计算机研发计划、系统决策、系统架构以及系统软件的影响,总结了有代表性的千万亿次计算机计划及其系统,并从应用范围的角度对高效能计算机系统进行了分类;进一步综述了高效能计算机系统在体系结构、编程环境、管理以及鲁棒性等方面取得的进展1最后从应用的角度展望了高效能计算机系统的发展1

关键词　高生产率计算系统;体系结构;编程模型;可移植性;稳定可靠性

中图法分类号　TP33814

尽管在过去的十几年里高性能计算取得了迅猛

的发展,但困扰其发展的关键问题一直没得到根本

解决,如系统结构的失衡问题,CPU 速度大约每18

个月增长一倍,而内存速度增长一倍则需要10年,

由此形成了阻碍性能提升的“内存墙”

(memor y );在编程方面,用户为完成一个具体的并行应用

在建模、编码、调试、优化、运行、维护和故障处理上所遇到的各种困难交错形成了“编程墙”(pr ogramming wall );在管理方面,高性能计算机软硬件系统交织,管理的复杂性随计算机规模成倍增长,形成了新的“复杂性墙”(complexit y wall )1内存墙、编程墙和复杂性墙的存在为高性能计算机的应用设置了重重障

:2007-02-2:2007-07-0:2004AA 10102004002wall