国家高性能计算环境的设计与实现.pdf

国家高性能计算环境的设计与实现*

李伟11））徐志伟11））唐志敏11））谢向辉2）肖侬3）
1）中国科学院计算技术研究所，北京，100080

2）江南计算所

3）国防科技大学，长沙，410001
摘要本文介绍国家高性能计算环境（NHPCE）的设计与实现。NHPCE的设计目标是在计
算资源广域分布且动态变化的元计算环境下实现高性能计算。NHPCE以我国现有的高性能计
算资源为基础，设计并实现了一个高性能计算的支持平台。NHPCE由国产超级计算机构成，
通过网格系统软件GridWare实现了广域高性能计算资源的优化配置和共享使用。NHPCE在
网格系统软件的基础上开发了科学计算型应用系统和生产型应用系统。目前NHPCE建立了测
试结点，成功安装并运行了GridWare软件系统。
关键词国家高性能计算环境，元计算，网格

DesignandImplementationofNationalHighPerformanceComputing

Environment
LIWei1)XUZhiwei2)TANGZhimin3)XIEXianghui4)XIAONong5)
1)InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing,100080

2)JiangNanInstituteofComputingTechnology

3)NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha,410001
AbstractThisarticleintroducesthedesignandimplementofNationalHigh
PerformanceComputingEnvironment(NHPCE).ThegoalsofNHPCEaretoimplementthe
highperformancecomputingunderthemetasysteminwhichthecomputingresources
aredynamicalandwidespread.NHPCEisbasedonthecomputingresourcesthatare
beingusedandconstructsasupportingsystemforhighperformancecomputing.
Comprisedbyanumberofnationalsupercomputers,NHPCEusessystemsoftware-
GridWaretointegratethemintoonewholesystem,obtainingthebetterconfiguration
andbettersharingofdistributedcomputingresources.BasedonGridWare,wealso
developtheapplicationsbothforscientificcomputingandforproduction.NowNHPCE
hasbuiltupsomesupercomputingnodefortesting.GridWareissuccessfully
installedandisrunningwell.
KeywordsNationalHighPerformanceComputingEnvironment,NHPCE,Metacomputing,
GridWare,Grid

*本文受国家863计划的资助。李伟，1973年生，硕士，助研，研究方向为机群操作系统和网格操作系统。
徐志伟，1956年生，博士，教授，研究方向为网格计算技术、机群操作系统、嵌入式操作系统、高性能服
务器体系结构和安全操作系统。唐志敏唐志敏唐志敏，1966年生，教授，研究方向为高性能计算机体系结构、网络并行
处理、高速数字信号处理和高速电路设计。谢向辉谢向辉谢向辉，高级工程师，研究方向为高性能计算机体系结构、网
络并行处理和网格计算技术。肖侬肖侬肖侬，1969年生，博士，研究方向为网络并行计算、广域并行与分布式元计
算技术。
1引言

随着高性能应用需求的迅猛发展，单台高性能计算机已经不能胜任一些超大规模应用
问题的解决。这就需要将地理上分布、系统异构的多种计算资源通过高速网络连接起来，共
同解决大型应用问题，即广域高性能的元计算技术（Metacomputing）[1]。
元计算技术对于解决大规模应用具有非常重要的意义。典型的例子包括：美国的I-
WAY[2]实验，连接了北美17个不同地点的超级计算机资源，完成了包括科学模拟[3，4]，
项目协同[5，6]及科学仪器[7]等应用。最近，美国的MetaNEOS项目利用1000台（