高性能计算应用及应用原因

1、高性能计算应用及其原因高性能计算指通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或 者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系 统和环境。高性能计算主要应用于生物医学、航空航天制造、气候、 海洋和环境、核能、石油勘探等领域。然而，在过去几年中，其他非 传统领域如建筑、图形设计甚至是游戏都对高性能计算有着不断增长 的需求【1】。金融、电信、税务等行业中的很多企事业也已经开始应 用高性能计算。气象工作离不开高性能计算机气象领域对高性能需求十分强烈，其需求主体是数值天气预报模 式的科学研究和业务运行【2】。数值天气预报水平的高低已成为衡量 世界各国气象事业现代化程度的重要标志。我国是一

2、个幅员辽阔的国 家。在气候上呈现多层次多样性多变性等特点。及时准确的天气预报十分重要。图1为曙光公司利用刚性能计算机完成的气象图。图1高性能计算在高光谱遥感数据处理中的应用高光谱遥感数据包括了空间、辐射和光谱三重信息，行业应用中 的数据量已经达到TB级，已经达到海量数据级别.大量数据操作和处 理的复杂性决定了高光谱遥感图像数据处理具有很强的计算性，普通 计算机和价格昂贵的专用硬件系统远远无法满足遥感数据处理日益 增长的需求【3】。高性能计算是解决海量数据处理效率低的有效方法， 也是进行高光谱遥感数据处理的绝佳途径。高性能计算在化工领域的应用在对材料的物理性质进行第一性原理分析研究时，需要高性能

3、的 计算机进行计算，通过分析这些系数相关的力学性质模量与电学性质 模量，可以得到新材料的相关力学性质与电学性质【4】。高性能计算在地震勘探领域的应用在地球物理勘探领域，其海量地震数据及其数据运算规模对处 理器的浮点运算能力、I/O性能、内存容量以及带宽都有较高的要求 【5】。因此高性能计算在地震研究中起着重要作用。高性能计算与纳米技术高性能计算也应用于纳米技术。A proposal to optimize computations in an HPC setup and distribution of work in various clusters has been formulated t

4、o make Nanotechnology computations more effective and realistic on a Windows Cluster Server based framework【6】.参考文献Brahma, M. Patra, G.K. Thangavelu, R.P. Kumar, V.A. Mobile basedpayment model for HPC cloudsDOI:10.1109/ICRTIT.2011.59723612011,189 - 193.WEI Min,WANG Bin,SUN Jing,et al.Analysis of the

5、 applicability oftianhe-1 supercomputer in the field of meteorology J. Advances in Meteorological Science and Technology,2012,2(1) :31-35(inChinese).魏，敏，王彬，孙靖，等。“天河一号系列超级计算机 系统气象领域适用性分析J.气象科技进展，2012,2 (1)： 31-35.罗耀华。高性能计算在高光谱数据处理中的应用研究。刘燕。高性能计算集群的建立及CdGa2S4性质的计算。张军华；臧胜涛；单联瑜；石林光。高性能计算的发展现状及趋势。Pathak,R. Joshi,S. Ahmed,S. Mishr,D. Optimizing HPC andparallelization for computation