并行计算 结构•算法·编程 主讲教师：谢磊
并行计算 ——结构•算法•编程 主讲教师：谢磊
第一章并行计算机系统及结构模型 *1.1并行计算 *1.1.1并行计算与计算科学 * 1.1.2当代科学与工程问题的计算需求 *1.2并行计算机系统互连 *1.2.1系统互连 *1.2.2静态互联网络 *1.23动态互连网络 *1.2.4标准互联网络 * 1.3并行计算机系统结构 *13.1并行计算机结构模型 13.2并行计算机访存模型 4 2021/9/1
* 1.1 并⾏计算 * 1.1.1 并⾏计算与计算科学 * 1.1.2 当代科学与⼯程问题的计算需求 * 1.2 并⾏计算机系统互连 * 1.2.1 系统互连 * 1.2.2 静态互联⽹络 * 1.2.3 动态互连⽹络 * 1.2.4 标准互联⽹络 * 1.3 并⾏计算机系统结构 * 1.3.1 并⾏计算机结构模型 * 1.3.2 并⾏计算机访存模型 4 2021/9/1 第一章并行计算机系统及结构模型
并行计算 并行计算 著行机上所作的计年，又称高准能计算或超级计 米 米 Parallel Computing Multiple processes cooperating to solve a single problem. A Parallel Computer is a"collection of processing elements that communicate and cooperate to solve large problem fast"[David E.Culler] *三大科学 *计算科学、理论科学与实验科学 米 计算科学 *计算物理、计算化学、计算生物等 5 2021/9/1
* 并⾏计算 * 并⾏机上所作的计算，又称⾼性能计算或超级计 算。 * Parallel Computing：Multiple processes cooperating to solve a single problem. * A Parallel Computer is a “collection of processing elements that communicate and cooperate to solve large problem fast” [David E. Culler] * 三⼤科学 * 计算科学、理论科学与实验科学 * 计算科学 * 计算物理、计算化学、计算⽣物等 5 2021/9/1 并行计算
并行计算 科学与工程问题的需求 *气象预报、油藏模拟、核武器数值模拟、航天器 设计、基因测序等。 *需求类型 *计算密集、数据密集、网络密集。 *美国HPCC计划：重大挑战性课题，3T性能 *美国Petaflops研究项目：Pflop/s。 *美国ASCI计划：核武器数值模拟。 2021/9/1
* 科学与⼯程问题的需求 * ⽓象预报、油藏模拟、核武器数值模拟、航天器 设计、基因测序等。 * 需求类型 * 计算密集、数据密集、⽹络密集。 * 美国HPCC计划：重⼤挑战性课题，3T性能 * 美国Petaflops研究项目：Pflop/s。 * 美国ASCI计划：核武器数值模拟。 6 2021/9/1 并行计算
高性能计算机 Period Supercomputer Peak speed Location 1946-1956 U.of Pennsylvania ENIAC 50 kFLOPS Aberdeen Proving Ground,Maryland,USA 1956-1958 MITTX-0 83 kFLOPS Massachusetts Inst.of Technology,Lexington,Massachusetts,USA 1958-1960 IBM SAGE 400 kFLOPS U.S.Air Force,USA 1960-1961 UNIVAC LARC 500 kFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory,California,USA 1961-1964 IBM 7030 "Stretch" 1.2 MFLOPS Los Alamos National Laboratory,New Mexico,USA 1964-1969 CDC 6600 3 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory,California,USA 1969-1974 CDC 7600 36 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory,California,USA 1974-1975 CDC Star-100 100 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory,California,USA 1975-1976 Burroughs ILLIAC IV 150 MFLOPS NASA Ames Research Center,California,USA 1976-1981 Cray-1 250 MFLOPS Los Alamos National Laboratory,New Mexico,USA(80+sold worldwide) 2021/9/1
7 2021/9/1 高性能计算机 Period Supercomputer Peak speed Location 1946–1956 U. of Pennsylvania ENIAC 50 kFLOPS Aberdeen Proving Ground, Maryland, USA 1956–1958 MIT TX-0 83 kFLOPS Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, USA 1958–1960 IBM SAGE 400 kFLOPS U.S. Air Force, USA 1960–1961 UNIVAC LARC 500 kFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA 1961–1964 IBM 7030 "Stretch" 1.2 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA 1964–1969 CDC 6600 3 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA 1969–1974 CDC 7600 36 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA 1974–1975 CDC Star-100 100 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA 1975–1976 Burroughs ILLIAC IV 150 MFLOPS NASA Ames Research Center, California, USA 1976–1981 Cray-1 250 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA (80+ sold worldwide)