高性能计算在工业工程领域的应用实践

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1、1目录综合评论高性能计算在工业工程领域的应用实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王普勇丁峻宏02高性能计算技术一种针对大数据处理的新兴基准测试技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯邬贵明杨金才09动态网格的DSMC方法在GPU上的并行⋯⋯文敏华林新华SimonChongWeeSee13高性能计算应用能源安全领域百亿亿次计算的作用(二)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯刘莎莎[译]20基于页着色的多核处理器共享Cache动态分区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张栌丹王锐等26云文件系统中纠删码技术的研究与实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯程振东栾钟治等33并行复数矩阵乘性能初探⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张丹

2、丹蒋荣琳41交流之窗从财务角度探讨芬兰超算中心CSC的发展历程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张晓欣45绿色IT机房建设与节能方案探讨（二）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张颖琪51数据中心网络路由机制若干问题研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯陆菲菲朱桂明陶志荣56要闻集锦美国能源部大力推进E级计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯李苏08BP宣布修建放置世界最大商用超级计算机建筑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯魏嘉12英国研究人员开发适用于E级计算的软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯金溪19欧洲超级计算机采用Cortex-A15处理器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯吴声超2

3、5伯克利实验室启动下一代超级计算机研发计划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯李苏50华硕实现能效最高的基于GPU的超级计算机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王旦61超级计算机面临日益严峻的弹性问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯魏嘉622《高性能计算发展与应用》2012年第四期总第四十一期高性能计算在工业工程领域的应用实践王普勇上海超级计算中心上海201203丁峻宏上海超级计算中心上海201203摘要：针对高性能计算特别是工程计算的发展和应用，本文从国内和国外两个方面进行了回顾、分析和总结。对于国外HPC（High-performanceComputing）工业工程计算发展应用

4、，侧重于整理总结美国工业企业HPC仿真应用现状，以及不同行业机构多层次深入推进HPC应用的具体举措，此外对欧洲和日本也进行了类似分析。对于国内HPC工业工程计算发展应用，总结了基于HPC的CAE(ComputerAidedEngineering)技术在解决不同行业问题中的广泛应用，指出了当前推动高性能计算工程应用面临的问题，最后结合国内公共计算平台建设特别是本单位自身多年经验，围绕如何更好地为工程计算服务提出了看法和意见。关键词：高性能计算，工程计算，工业，仿真引言1.1美国在二十世纪之前的人类文明发展史上，理论从1993年开始发布的世界TOP500排行榜是衡量各国超级计算机发展水平

5、的晴雨表和重要标志[4]。在和实验这两种手段推动了人们认识物质世界和探索科学奥秘的进程。随着近现代科学活动的频繁和深2012年6月份的TOP500榜单中，世界各国工业产业（入，有些复杂科学问题的解决却受制于这两种传统Industry）类机构拥有其中256台超级计算机，是超级手段的局限性，如宇宙演化、全球气候模拟和核物计算机的最主要使用者，其中归属于美国的有152台理问题等。伴随着上世纪40年代电子计算机的诞生（见图1），广泛应用于物流、金融、地球物理、国和高性能计算机的出现及迅猛发展，“计算”已发防、航空、汽车等近二十个领域。展和演变为第三种科学研究手段[1]。计算机技术和高性能计算

6、技术正加快推进世界科技创新的步伐并日益彰显其巨大威力。现如今在不同的科学和工程领域都可以看到高性能计算的身影，而模拟和仿真是高性能计算应用的一种主要手段。对于工业和工程领域来说，其应用主要通过计算数学特别是力学计算仿真手段来模拟实际产品设计制造、产品运行环境和工程建设环境等并发挥不可替代的作用[2]。所涉及行业领域包括图1美国不同机构所拥有超级计算机数量及其与世界航空航天、汽车制造、土木工程、钢铁工业、船舶对比工业以及新能源和新材料等。其中计算机辅助工程[3]从过去近二十年Top500历史统计数据发现，无(ComputerAidedEngineering,CAE)是目前工程计算中论从

7、超级计算机的总性能还是总数目来看，美国都最核心的技术和手段，是推动工程和产品创新的生牢牢占据了每次榜单50％以上的份额，是世界上超产力。级计算机发展规模最大和高性能计算应用最先进的国家。了解学习以美国为首的西方国家在相关领域1.国外HPC工业工程计算发展应用现状的发展动向和政策举措，有助于推进高性能计算更综合评论3好的为我国工业工程领域服务。翼型。通过使用超级计算机来模拟机翼性能，如近1983年包括美国国家科学基金会(NationalScience年来的7