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集群计算环境全局通讯优化的研究与实现

随着高速网络技术和高性能微处理器技术的发展,集群计算从局域网扩展到园区网甚至广域网,它正成为一种极具吸引力和挑战性的分布式并行计算平台。集群计算要达到实用化,首先需要解决的关键技术是提高通讯性能,包括点对点通讯和全局通讯的性能。本文主要研究如何在不改变硬件的前提下提高全局通讯性能。全局通讯的性能受计算机结点性能、网络性能、网络拓扑结构、全局通讯路径等因素影响,其中优化全局通讯路径是提高全局通讯性能的一个重要手段,尤其是对消息传递库的设计者而言。在集群环境中,计算机结点和网络存在着异构性,主要表现为计算机结点性能和网络性能各有差异、网络拓扑结构也不规则。这种异构性增加了全局通讯路径有效优化的难度。如果在优化全局通讯路径时不加以充分考虑,忽略了某些因素,往往会导致优化的效果不佳,甚至在某些情况下出现相反的效果,反而降低全局通讯的性能。而常见的消息传递库大多存在着这个问题。针对此问题,我们提出了全局通讯的多粒度优化解决方案,它包括Lo  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电视技术》2011年08期
电视技术

基于集群计算的3D数字电影制作方案设计

0引言数字电影作为新一代电影技术,以其无法比拟的技术优势迅速发展,为了促进数字电影的应用和普及,美国好莱坞数字影院倡导组织(Digital Cinema Initiatives,DCI)起草并制定了DCI《数字影院技术规范》[1],符合该规范的数字电影可以在全世界通用。DCI技术规范共分为总论、系统概述、数字电影发行母版、压缩、节目文件打包、发行传输、影院系统、放映设备、安全管理等9个章节,规定了整个数字电影发行系统以及数字影院的各项技术指标,而从2005年开始一直持续至今的3D技术新一轮发展,使得人们对3D技术的关注及3D数字电影的需求进一步升温。在数字电影制作过程中,一个突出的问题是压缩处理的数据量十分庞大,数字电影发行文件的压缩生成时间过长,根据文献[2]可知,在一台双核CPU,主频2GHz的PC上根据DCI规范压缩一帧2K数字电影图像耗时16s,那么压缩一部2h,24帧/秒(f/s)的数字电影,需要1个月左右,这在实际应...  (本文共4页) 阅读全文>>

《计算机集成制造系统》2009年12期
计算机集成制造系统

面向高可信集群计算的能量有效任务分配

0引言集群计算系统作为低成本高性能的计算平台,已广泛应用于需要大量复杂计算的科学领域和商业领域[1-3],如飞行控制系统[4]、核电控制系统[5]、24×7健康监护系统[6]、股票交易系统、军用雷达追踪系统[7]、金融政务系统等。由于任务关键系统通常是生命或财产攸关的,一旦系统失效将可能引起人身伤害或重大经济损失,甚至严重的环境灾难[8],因而基于集群计算平台的任务关键系统有着强烈的可信性需求,如实时、可靠、安全等方面的需求。另外,集群计算的进一步发展面临着高能量消耗的制约[9]。能源用户新闻(Energy User News)指出[10],在不久的将来,集群计算中心的功耗需求将从当前的75W/ft2变为300 W/ft2。一个300 W高性能服务器一年消耗掉2 628 KWh运行电能和748 KWh降温电能[11],相应的能源成本开销是$338/a。24×7不间断健康监护系统每年将耗费40 TWh的电能[6]。高能量消耗不仅带...  (本文共9页) 阅读全文>>

《石油工业计算机应用》2008年02期
石油工业计算机应用

赛尔芯片催生新一代集群计算系统

在石油行业上游油气生产领域,地震数据处理、油藏模拟等环节中运算数据的规模不断扩大,对计算机运算能力的要求越来越高,计算机技术的发展已成为促进油气生产技术进步的重要因素之一。近年来,超级计算机技术正在朝着微型化、智能化、网络化方向发展,目前成本低、体积小、维护简单、运算能力强的微机机群正在取代大型或巨型计算机,成为油气生产领域的主要运算工具。一种采用Cell(赛尔)刀片式服务器、以赛尔微处理器为核心的新型集群化计算机系统,已凭借其卓越的性能得到业界肯定。集群系统核心这种新型集群化计算机系统采用赛尔刀片式服务器。每个刀片作为一个节点,整个系统由若干个节点组成,节点之间相互独立,既能在PPE的指令下自行运算向指定用户提供服务,也可以在软件指令下集合成一个集群,构成高速网络环境向指定用户提供服务。系统可以通过增加刀片数量,提高整体性能。真正在新系统中具有重要影响的部件,是赛尔刀片式服务器的核心———赛尔微处理器。这种微处理器目前是索尼公...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电脑知识与技术》2006年32期
电脑知识与技术

集群计算系统的分析与研究

1引言集群计算系统是一种解决并行计算且具有较高性价比的良好方案,它是有一组具有独立工作能力的计算机通过现代网络技术互连而成。对于用户和应用程序而言,集群就像是一个单一的系统,每个用户都可以独立地拥有系统中的所有资源(处理器、存储器和I/O接口等),而不需要考虑这些资源是在本地还是在远程。各用户机通过统一调度和协调处理,实现高效的并行计算。集群系统可以以各种形式和规模构建,但当前流行的集群系统可以大致分为:专用集群和非专用集群。专用集群是专门为运行并行程序而建造的系统;在这些系统中所有节点共享一套键盘和显示器,用于安装、诊断等工作,个体工作站并不独立地拥有一个工作站,资源是共享,并行计算可以在整个集群上执行[1]。非专用集群则并不专门用来运行并行程序,有局域网中个人拥有的工作站组合而成,应用程序是靠窃取工作站CPU空闲周期来执行程序的[2],即只有当这些工作站空闲时,才调度其他并行程序在其上运行[3](周期挪用)。这两类集群系统的...  (本文共2页) 阅读全文>>

《计算机教育》2004年12期
计算机教育

集群计算

Cluster is a widely-used term meaning indepen-dent computers combined into a unified system throughsoftware and networking. At the most fundamentallevel, when two or more computers are used to-gether to solve a problem, it is considered a cluster.Clusters are typically used for High Availability(HA) for greater reliability or High PerformanceComputing (HPC) to provide greater computationalpower than a single computer...  (本文共2页) 阅读全文>>