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论我国高性能计算机发展现状及机遇到的问题

作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-1-2 19:20:30

势。

3高端计算发展趋势

国外高端计算系统今后的开发热点是计算速度为十万亿次/秒左右的系统,中期目标是百万亿次秒,长期目标是千万亿次/秒甚至更高。未来国际高端计算的发展将呈现以下趋势:

3.1超级计算机和网格计算2种实现形态共存

高端计算应用的多样性导致了高端计算实现形态的多样性。居高端计算霸主地位的美国不断加大投入,研制面向科学研究应用的尖端超级计算机;受网络技术迅猛发展的推动,网格计算作为无缝集成的协同计算环境,又称虚拟超级计算机,会得到进一步重视。目前,美、日等国政府和研究单位在这两方向都有相应的资金投入和具体规划。未来高端计算系统一定是网格中的重要计算资源,它需要适应网格环境的计算模式、编程型、开发运行和管理系统等;网格技术也将是未获取高端计算能力的优良环境,二者将互为补充。

3.2从高性能计算走向高效能计算

随着高性能计算向高效能服务转变,超级计算机系统追求的目标也将从/高性能走向“高效能”。按美国DARPAHPCS计划说明,Highproductivity的综合含义是指提高超级计算机系统的计算性能、可编程性、可移植性和鲁棒性,同时努力降低系统的开发、运行及维护成本。HPCS计划表明,超级计算机要想保持快速发展势头,必须要有本质的变化,即必须采用先进技术,平衡各项设计指标,实现系统的高可靠性、高可用性、高可维性、高安全性和低功耗。

4高性能计算机发展任重道远

高性能计算机的制造是一项非常复杂的系统工程,提高计算机的性能有许多关键问题有待解决。尽管我国已经能够制造十万亿次级的高性能计算机,但是高性能计算的整体水平比起美国、日本和欧洲发达国家仍有较大的差距。当前制约我国高性能计算发展的主要因素有:

4.1核心技术不足

我国制造的高性能计算机在核心技术上虽有不少突破,但仍然在很大程度上依赖于国外。在高性能计算机体系结构和关键技术上投入的研究经费和研究力量不足,阻碍我国在该领域的创新。

4.2人才不足

高性能计算机的应用目标往往是解决综合性、系统性的复杂问题,涉及多个领域。开发一个好的高性能计算应用涉及应用问题抽象、模型建立、并行算法研究、并行程序实现、应用系统测试验证等多个阶段,需要熟悉应用和计算的多面手型人才,需要不同学科、不同技术背景的人员的密切合作。而我国高校目前的专业划分难以培养既熟悉先进计算机技术,又熟悉应用领域问题的人才,以至于这类人才奇缺。不同学科的科技人员之间的交流和合作机制又不健全,造成懂高性能计算机的人不懂应用,而了解应用的人又不知道如何用高性能计算的方法来解决问题的局面。

4.3应用软件匮乏

我国长期以来存在的重硬件、轻软件的现象在高性能计算领域格外突出,影响更大。对于高性能计算机而言,缺乏合适的应用软件就根本无法开展相应的应用,也无法吸引用户来使用高性能计算机。高性能计算机上运行的应用软件专业性强,价格昂贵,国内应用部门每年都花费大量经费,采购应用软件,但是这种采购一般是分散进行的,缺少相互协调,因此国家整体布局还不尽合理,有些软件多个部门重复采购,而另一些急需的软件又没人购买。

4.4资源分布不均匀

国内高性能计算机主要分布在科研院所、大学以及石油勘探、气象预报等应用部门,地域分布也不均匀。资源分布的不均匀和资源访问的困难,使得不少高性能计算的潜在用户放弃了应用的打算。在经济效益不够好的传统产业尤其如此。这种资源分布的不均匀性一方面使需要资源的用户难以获得资源,另一方面也造成宝贵资源的闲置和浪费。

我国的高性能计算事业必须走可持续均衡发展的道路。高性能计算是昂贵的,不仅有设备的初始投入,而且有场地条件、电力消耗、运行维护和人员队伍建设等多种费用。因此,一定要切实从应用需求出发,大力促进应用的进步,以此推动高性能计算的发展。强调应用需求牵引并不是忽视技术的推动作用。技术的进步可以创造新的应用,调动新的应用需求。网格以其资源共享、协同工作的固有能力和网格服务的形式,支持用户共享使用Internet中的各类资源;网格允许用户克服地理的障碍,更便捷地获得高性能计算的能力;网格简化高性能计算机的使用方式,使更多的普通用户能够利用高性能计算机的能力去解决过去难以解决的问题,扩大了高性能计算机的应用范围。需要强调的是,高性能计算的技术创新有赖于国家持续的支持,以保证足够的研究经费和一支高水平精干的研究队伍。高性能计算人才的培养是一项长期的艰巨任务,不仅要通过改革高校的学科划分和专业设置来加强高性能计算复合型人才的培养,还要通过应用系统的开发,培养和锻炼各个行业与领域熟悉高性能计算的人才,只有这样才能真正保证高性能计算及应用的可持续发展。

参考文献

[1]中国软件行业协会数学软件分会.中国TOP100制造商分析[EB/OL].http://www.Samss.org.com/,2003,11.

[2]TOP500ListforJune2004[EB/OL].http://www.top500.org/lists,2004,06

[3]中国软件行业协会数学软件分会.中国TOP100行业领域分析[EB/OL].http://www.samss.org.com/2003,11.

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