高性能计算机并行计算环境的构建及使用效能情况.pdf

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1、经验交流学术探讨12013年第4苴月}高性能计算机并行计算环境的构建及使用效能情况谭浩良r清远市广播电视台，广东清远511500)[摘要]介绍了对高性能计算机进行并行计算时所必需的基本环境构建情况，包括ssh配置、编译器f90安装及设置、并行mpi软件配置等，还进行了高性能并行计算环境下的应用试验，如对气象并行软件grpaes进行了编译，并在指定相关节点的情况下实现了高性能运行计算。最后通过对高性能计算机进行并行效率试验，找出同样计算规模的grapes模式进行并行计算时所应使用的最佳节点数。[关

2、键词]高性能计算机；计算环境；高性能节点；软件配置；并行计算1．引言随着计算机计算能力的大幅提升，以及云计算等新技术的出现，高性能计算在航空和航天、仿真计算、海洋遥感、海量数据处理、气象、石油勘探、自动化制造系统等领域中得到了广泛的应用㈣，并且逐渐成为科技、国防、产业、金融、服务、生活等方面不可缺少的辅助工具。但是由于目前架构HPC机的规模越来越大，矛盾越来越突出，如出现难用、低效、高成本等相伴HPC终身的重大问题【7】，因此如何不断提高HPC运行效率成为目前就迫切需要解决的问题。而要解决HPC

3、的高效问题，就必须对高性能计算机并行计算环境的构建过程有所了解。本文主要对并行计算环境的配置过程及相关应用情况进行介绍，从而可以为进一步提高HPC运行效率打下良好的基础条件。2．节点间的通讯环境并行计算环境的配置是高性能计算的最基础部分，是实现高效率并行程序运行中最关键的一步。一般来说，在进行并行计算之前，首先要求用户在节点间的互相访问能够做到畅通，并且能够通过使用密钥对的方法实现不必输入密码就可以进行节点间的通讯，这是要开始着手做的最基本的一步：下面是使用ssb．keygen生成密钥对的简单方

4、法：在命令行下，建立目录．ssh：然后进入．ssh目录中并输入ssh．．keygen--trsa后回车，其中在要求输入密码时可以直接回车(即无密码)；cpid_rsa．pubauthorized_]_keys·退回到上一级目录，并输入命令chmod700．ssh。在做完上述步骤后，可以测试一下节点的ssh情况，如在主节点node0的命令行下输入：sshnode2，其中node2为子节点名，如果回车后显示已切换到子节点node2的工作目录下，则说明这一步已经顺利地配置成功了。3．编译环境接下来我们

5、还需要安装常用的一些编译器，一般来说，科研上目前比较常用的是PGF编译器，下面简要说明安装过程：(1)首先是对压缩包进行解压，常用命令一般为tar-．zxvf+．tar．gz：(2)进入到解压后的目录中，运行．／install后，按照提示可以一步步进行选择，直到安装过程完成。(3)把有效的license．aat(许可文件)拷到安装目录下：(4)编辑修改用户目录下的．bashrc文件，添加下面主要的几行：exportPGl=／public／soffware／pgil0≠}装载刚才PGI安装成功的目

6、录exportPATH=$PGI／linux86．64110．O／bin：$PATH{!f装载运行命令exportPATHLD—LIBRARY—PATH：2$PGI／linux86·．64／10．O／lib：$LDLIBRARYPATH≠}指出库文件的目录exportLMLICENSEFILE=$PGI／license．dat≠}指出许可协议文件的目录(5)重新装载新的环境，执行source．bashrc后可测试一下编译程序，命令为：pgf90test．t90，如果成功则表示安装已完成。4．并行

7、程序的调用环境这时我们就可以进行mpi的安装了，在解压缩包后，进入到安装目录中，执行以下命令：(1)．／configure—enable-debug·t91冲gf90—preflx=／opt／mpich2．1(2)make(3)makeinstall安装完后同样对．bashrc文件进行添加：exportPATH=／opt／mpich2．1／bin：$PATH，在执行source．bashrc后就基本完成了并行环境的设置工作了。5．并行程序的实际应用情况及使用效能接下来就可以测试一下并行的效果了。

8、以中国国家气象局下发的GRAPES模式为例，进入到并行模式后，分别对configure．si、configure．grapes进行配置，其中configure．si指定了编译器类型为串行的pgf90和相关编译选项，如作者简介：谭浩良，男，广东清远人，学士，中级职称，研究方向：数字广播与新媒体技术。一69—

9、学术探讨经验交琉，l———————————————————————n而再磊了万———一FC=pgf90，FCONVERT=一byteswapio等，而configure．grapes指定了编译