三、CAE硬件平台的选择 CAE硬件平台的选择对CAE项目的成功实施至关重要,它直接影响到CAE项目的运行、管理和维护。对于用户来讲,往往是在软件选型已经完成之后,才开始考虑硬件选型。因此在硬件平台的选择上,必须综合考虑不同应用软件的特点,才能确定最佳配置方案。 3.1并行体系结构的选择 目前市场上的高性能服务器主要有共享内存的SMP和分布式内存的Cluster两种体系结构。在共享内存的系统中,所有的处理器通过公用的总线可以使用一个共同的物理内存空间,因此,每个CPU和其他CPU共享所有内存。常见的产品有SGI的Altix和Origin系列、HP的SuperDome系列等。在分布式内存的系统中,每个计算节点拥有属于自己的内存,不能由其他计算节点使用。节点之间由专用的高速通信网络连接,通过消息传递接口MPI进行通信。常见的产品有曙光天潮系列、联想深腾系列等。 采用共享内存的SMP架构的服务器,既可以支持OpenMP和Pthreads并行,也可以支持MPI和PVM并行,能够利用软件的所有并行功能。但SMP系统的价格相对而言较高,而且对于主要采用隐式算法的软件而言,最多只能利用8-16颗CPU,因此配置CPU数更多的SMP服务器并没有太大的意义,反而会造成投资的浪费。 分布式内存的Cluster系统是近年来迅速普及的一种高性能服务器体系。集群是一组独立的计算机(节点)的集合体,节点间通过高性能的互连网络连接,可以协同工作并表现为一个单一的、集中的计算资源(单一系统映象)供并行计算任务使用。构建这类服务器的成本比较低,具有良好的性价比和可扩放性。集群作为当前高性能计算机的主流架构,在Top 500中占据了75%以上的份额。因此,当前主流的CAE软件都提供了对集群架构和MPI的支持。当前市场上的集群系统大多是采用4-8路的SMP服务器作为计算节点,因此也支持OpenMP。 3.2处理器类型的选择 处理器是CAE计算服务器的核心。当前用于高性能计算的处理器大体上可分为RISC架构和CISC架构两种类型。基于RISC架构的处理器主要有Power、MIPS、PA-RISC、SPARC等,基于CISC架构的处理器则有我们熟悉的Intel和AMD。CISC处理器以其性价比优势成为高性能计算机中的主流CPU,在Top 500中有75%以上的系统采用了CISC处理器。 作为CAE计算服务器,对浮点运算性能要求较高,因此大多数服务器均采用了最新的双核处理器技术,包括Intel的Woodcrest 5100系列和AMD的Opteron 200/2000系列。它们的对应关系如下: Woodcrest和Opteron的对应关系
应该说,Woodcrest的双总线架构和Opteron的直连架构,各有特色。那么在CAE高性能计算中,那种架构性能更好呢?我们来看一下Intel官方网站上对LS-Dyna和Fluent的测试数据。
Woodcrest 5160和Opteron275的测试数据 Intel只提供了Woodcrest 5160和Opteron275的测试数据,由于两者并不是同档次的CPU,不能直接比较。考虑到主频的因素,可以推算出与Opteron 275同档次的Woodcrest 5130的性能。 Intel官方测试数据比较
上述测试数据表明,Opteron 275的性能比Woodcrest 5130要高17%以上。 进行CAE高性能计算时,通常会采用4颗以上的处理器,因此CPU的扩展性也十分重要。我们再来比较一下Woodcrest和Opteron的扩展性。以下测试数据来自AMD。
Woodcrest和Opteron的扩展性 上述测试数据表明,4进程时,Woodcrest 5160的浮点运算性能比Opteron 2220要慢14%,Opteron 2220浮点运算的并行效率也比Woodcrest 5160高出20%。 综上所述,对于CAE/CFD应用,由于Woodcrest处理器持续沿用已有20多年历史的前端总线架构,其实测性能和扩展性均不如同档次的Opteron处理器。
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2007-07-27 14:43
出处:PConline
责任编辑:gongjianhui
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