联合利华中国hpc课件目录•HPC概述•HPC技术•HPC系统架构•HPC应用案例•HPC发展趋势与挑战•HPC实践与经验分享01HPC概述HPC硬件HPC硬件主要包括高性能计算机、服务器、存储设备和网络设备等，这些设备需要具备高速数据传输和低延迟性能。HPC定义高性能计算（HPC）是一种利用计算机集群进行大规模并行计算的技术。它通过将多个计算节点连接在一起，以实现更高的计算性能和效率。HPC软件HPC软件主要包括操作系统、编译器、并行编程框架和应用程序等，这些软件需要支持大规模并行计算和分布式存储。HPC定义HPC发展历程早期HPC早期的HPC主要依赖于大型机和小型机，主要用于科学计算和工程领域。集群和网格计算随着计算机技术的发展，集群和网格计算逐渐成为HPC的主流技术，它们通过将多个计算机节点连接起来，实现高性能计算。云计算和大数据近年来，云计算和大数据技术的兴起为HPC带来了新的发展机遇，它们使得HPC更加灵活、可扩展和易于使用。HPC在科学计算领域的应用非常广泛，包括物理、化学、生物、地球科学等。科学计算HPC可以用于工程仿真领域，如航空航天、汽车、电子等，通过模拟实验来优化产品设计。工程仿真HPC在金融建模领域的应用包括股票交易、风险评估和投资组合优化等。金融建模HPC在能源与环境领域的应用包括石油勘探、气候模拟和环境监测等。能源与环境HPC应用领域02HPC技术计算技术介绍CPU在HPC中的重要性，以及Intel和AMD等主要供应商的最新技术进步。讨论GPU如何加速计算，以及NVIDIA和AMD在GPU计算领域的竞争态势。介绍FPGA在HPC中的优势，以及Xilinx和Intel在FPGA技术方面的最新进展。概述量子计算的基本原理，以及IBM和Google在量子计算领域的领先地位。CPU技术GPU技术FPGA技术量子计算技术讨论SSD如何提高存储性能，以及不同类型SSD（如NVMe和SATA）的比较。SSD技术分布式存储系统存储网络技术数据压缩与加密技术介绍如何通过分布式存储系统实现大规模数据存储和高可用性。讨论InfiniBand和以太网等存储网络技术在HPC中的应用。介绍如何通过数据压缩和加密技术提高存储效率与安全性。存储技术高速网络技术数据中心网络架构网络安全技术网络虚拟化技术网络技术01020304讨论100Gbps、400Gbps甚至更高速率的数据传输技术。介绍VPC、SDN等数据中心网络架构的最新发展。讨论防火墙、入侵检测系统等网络安全技术在HPC中的应用。介绍VMwareNSX等网络虚拟化技术在HPC中的优势。编程模型与语言MPI编程模型介绍MPI（MessagePassingInterface）在并行计算中的基本原理和应用。OpenMP编程模型讨论OpenMP如何简化多线程编程，以及在HPC领域的应用。CUDA编程模型介绍CUDA（ComputeUnifiedDeviceArchitecture）在GPU编程中的优势。Python、C和Fortran语言讨论Python、C和Fortran等常用编程语言在HPC领域的发展趋势和最佳实践。03HPC系统架构包括CPU、GPU等高性能计算芯片，用于执行大规模并行计算任务。计算节点提供高速、大容量存储设备，满足大量数据存储和访问需求。存储节点实现节点间的高速数据传输和通信，确保系统整体性能和稳定性。网络节点负责整个系统的监控、调度和管理，确保系统正常运行和高效利用。管理节点硬件架构提供底层硬件资源管理和系统调度功能，是整个软件架构的基础。操作系统提供并行计算、任务调度和数据管理等核心功能，支持应用程序高效运行。运行时环境提供编程接口、调试工具和性能分析工具等，方便开发人员进行应用程序开发和优化。开发工具针对具体应用领域开发的高性能计算应用程序，利用HPC系统资源进行科学计算、工程模拟和数据分析等任务。应用软件软件架构IBM开发的超级计算机系统，采用基于网格的并行计算架构，具有极高的计算性能和能效比。BlueGene/Q中国研制的超级计算机系统，采用CPU和GPU混合架构，位列全球超算排行榜首位。Tianhe-2美国研制的超级计算机系统，采用IBMAC922架构，拥有超过200万颗处理器核心，是目前全球最强大的超级计算机之一。Summit典型HPC系统介绍04HPC应用案例利用高性能计算技术模拟和预测气候变化，提高预测准确性和应对能力。HPC技术被广泛应用于气候模拟与预测，通过对大气、海洋、陆地等复杂系统的...
