本文介紹了一個(gè)基于 EM64T 硬件構(gòu)架、雙路 Intel Xeon 處理器、Linux 操作系統(tǒng)和 64 位 Abaqus 軟件的 32CPU 并行計(jì)算集群平臺(tái)的構(gòu)建方法。以巖土工程動(dòng)力分析模型為例，測(cè)試了集群各構(gòu)件對(duì)集群整體性能的影響。

 

當(dāng)代并行計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)架

目前常用的并行計(jì)算機(jī)是對(duì)稱多處理機(jī)(smp)和集群系統(tǒng)(cluster)。常見的搭載單顆多核處理器的桌面?zhèn)€人計(jì)算機(jī)就屬于 smp；cluster 是一種通過局域網(wǎng)絡(luò)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來協(xié)同工作的并行計(jì)算系統(tǒng)，可以用普通個(gè)人電腦(PC)、工作站(workstation)或者 smp 來組建 cluster。smp 與 cluster 最大的區(qū)別在于：smp 中內(nèi)存地址具有單地址空間，各處理器可以平等地調(diào)用共享內(nèi)存、I/O 設(shè)備和操作系統(tǒng)等各種資源；cluster 中內(nèi)存實(shí)際分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，處理器讀取本地節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存時(shí)數(shù)據(jù)通過總線傳輸，延時(shí)低，處理器讀取其它節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存時(shí)數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)絡(luò)傳輸，延時(shí)高。smp 支持的最大處理器數(shù)一般不超過 10 個(gè)，因此 smp 只能作為小型的并行計(jì)算系統(tǒng)。cluster利用局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理器間通信的方法雖然能提高并聯(lián)的處理器數(shù)，但也因局域網(wǎng)絡(luò)的帶寬和延時(shí)限制了集群的性能，目前集群技術(shù)適合搭建 100 顆處理器以下級(jí)別的并行計(jì)算系統(tǒng)。

 

目前 smp 結(jié)構(gòu)的服務(wù)器一般是搭載多核處理器的雙路或四路服務(wù)器，但真正的八路或十六路服務(wù)器產(chǎn)品非常少見。一些 smp 結(jié)構(gòu)的小型機(jī)可以并聯(lián)更多的處理器，但是其價(jià)格昂貴，后期維護(hù)復(fù)雜。cluster 可以使用商業(yè)化大生產(chǎn)的多路服務(wù)器來構(gòu)建。雙路或四路服務(wù)器是很好的選擇，該類服務(wù)器價(jià)格低廉、性能優(yōu)異，用來構(gòu)建 cluster可以獲得很好的性能/價(jià)格比。所以在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，cluster 非常流行，在 TOP500 中很大一部分并行計(jì)算系統(tǒng)都是 cluster。

 

此外還有一些陣列處理機(jī)、向量處理機(jī)，可能不兼容常用的 x86 程序，所以應(yīng)用上具有局限性。目前提出的GPU 加速技術(shù)，需要開發(fā)新的程序來使用該技術(shù)，用在運(yùn)行商業(yè)程序的集群上也不適用。

 

基于 Abaqus 軟件的數(shù)值模擬并行計(jì)算集群平臺(tái)的建立

1.1 集群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

 

集群中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備都稱為集群的節(jié)點(diǎn)(node)，有時(shí)各節(jié)點(diǎn)在功能上具有分工，那么各節(jié)點(diǎn)可以依照功能劃分為管理節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)、I/O 節(jié)點(diǎn)等；有時(shí)一個(gè)節(jié)點(diǎn)也可能實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，例如小型集群可以將 I/O、存儲(chǔ)、管理等功能都放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以稱為主節(jié)點(diǎn)。與 smp 相比，集群更具有可擴(kuò)放性：增加集群中處理器數(shù)量只需要增加集群的節(jié)點(diǎn)。本文中構(gòu)建的集群采用機(jī)架式設(shè)備組建，按功能分為四類節(jié)點(diǎn)：計(jì)算節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

 

其具體的硬件配置見表 1。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖見圖 1。圖 1 顯示了該集群系統(tǒng)及其主要附屬設(shè)備。除集群各類節(jié)點(diǎn)外，電源系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)也是維持集群正常工作的重要附屬設(shè)備。

 

 

 

 

圖1集群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

 

1.2 計(jì)算節(jié)點(diǎn)的選擇

在構(gòu)建基于 Abaqus 軟件并行計(jì)算數(shù)值模擬集群平臺(tái)時(shí)，硬件選擇方面如何兼顧顯式計(jì)算和隱式計(jì)算是首先需要考慮的問題。顯式算法和隱式算法在并行計(jì)算性能特性方面有很大的差異。顯式算法的并行性能好，但是，如果模型網(wǎng)格劃分很細(xì)致，則計(jì)算的時(shí)步需要取值很??；隱式計(jì)算的并行性能稍差，CPU 間通信多，但模型所取的計(jì)算時(shí)步和網(wǎng)格尺寸都可以大一些，時(shí)間步長(zhǎng)甚至是同類問題顯式算法模型的 1000 倍。表 2 總結(jié)了隱式算法和顯式算法的特點(diǎn)，以及對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求。

 

 

表2隱式算法與顯式算法的特性比較

 

雖然隱式算法的并行計(jì)算擴(kuò)展性差，但是可以使用高主頻的處理器來加速計(jì)算。本集群使計(jì)算節(jié)點(diǎn)采用高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)，但是配置了較少的節(jié)點(diǎn)數(shù)，在 CPU 主頻和 CPU 個(gè)數(shù)兩個(gè)性能參數(shù)上取得平衡，從而兼顧隱式算法和顯示算法。

 

中央處理器(CPU)是決定計(jì)算機(jī)性能的核心部件。計(jì)算機(jī)根據(jù) CPU 支持的指令集的差異分為：復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(CISC)和精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISC)。常用的 Intel Xeon 和 AMD Option 處理器隸屬于 CISC/IA-32(也稱為x86-64 或 EMT64)構(gòu)架。CISC 的發(fā)展歷史悠久，可運(yùn)行于 CISC 上的程序非常豐富，該構(gòu)架下的處理器研發(fā)工作也非常迅速。Intel Itanium 處理器隸屬于 CISC/IA-64 構(gòu)架，但不兼容 32 位程序，存在應(yīng)用局限性。同時(shí) Intel Itanium處理器主頻低，其 abaqus 計(jì)算性能反而不如高頻的 x86-64 處理器。IBM Power 處理器隸屬于 RISC 構(gòu)架。雖然RISC 在計(jì)算效率上高于 CISC，但其相應(yīng)程序的開發(fā)要慢于 CISC。由于 CISC/IA-64 和 RISC 非通用性，計(jì)算速度相同的處理器產(chǎn)品中 x86-64 的價(jià)格最低廉。在 TOP500 中采用 x86-64 處理器的集群所占比例很大。

 

綜合考慮計(jì)算機(jī)軟件的通用性、設(shè)備價(jià)格、設(shè)備性能和解決設(shè)備故障的難易性，Intel Xeon 或 AMD Option處理器是很好的選擇。這兩類處理器都屬于 64 位處理器，也兼容 32 位程序。

 

判斷 x86-64 處理器性能的主要指標(biāo)是處理器核心類型、主頻、總線帶寬(或類似的技術(shù))、緩存容量。但是在某一地鐵隧道地震效應(yīng)數(shù)值計(jì)算中(使用 Abaqus/Standard 求解器)，Intel Xeon X5365 處理器的計(jì)算速度要高于 Intel Xeon E5450 處理器。在其它一些使用 Abaqus/Standard 求解器的測(cè)試中，Intel Xeon 5400 系列處理器的計(jì)算速度要高于 Intel Xeon 5500 系列處理器。所以上述主要指標(biāo)只是處理器性能的參考，為 Abaqus 集群選擇處理器需要做貼近實(shí)際運(yùn)用的測(cè)試。

 

存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)對(duì)計(jì)算速度的影響

Abaqus 軟件在計(jì)算中將產(chǎn)生臨時(shí)文件和結(jié)果文件，這些文件需要存儲(chǔ)在磁盤空間上。一個(gè)集群系統(tǒng)的磁盤空間可能是局部存儲(chǔ)類型的，這類空間只允許某一個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問；也可能是全局存儲(chǔ)類型的，這類空間允許所有節(jié)點(diǎn)訪問。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上裝載的硬盤是局部存儲(chǔ)，但是可以通過網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)服務(wù)通過局域網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)磁盤共享，共享的磁盤空間就是全局存儲(chǔ)空間。

 

在《Abaqus Version 6.7 PDF Documentation》中稱臨時(shí)文件和結(jié)果文件可以存儲(chǔ)在任意類型的空間上。實(shí)際中一般使用局部空間存儲(chǔ)臨時(shí)文件，使用全局空間存儲(chǔ)結(jié)果文件。這主要基于：1. 臨時(shí)文件讀寫頻繁，存儲(chǔ)在讀寫速度快的局部存儲(chǔ)上可以提高計(jì)算速度。2. 結(jié)果文件體積巨大，需要大容量存儲(chǔ)器。構(gòu)建全局存儲(chǔ)空間的代價(jià)要小于構(gòu)建局部存儲(chǔ)空間的代價(jià)，同時(shí)全局存儲(chǔ)空間易于統(tǒng)一管理。使用全局空間存儲(chǔ)結(jié)果文件是經(jīng)濟(jì)、易管理的。

 

在 Abaqus 集群使用中，一般是某節(jié)點(diǎn)通過 NFS 服務(wù)端程序?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)提供共享存儲(chǔ)空間。提供共享存儲(chǔ)空間有 3 個(gè)方法：1. 某管理節(jié)點(diǎn)或計(jì)算節(jié)點(diǎn)共享本地磁盤。但是服務(wù)器的硬盤槽位數(shù)量有限，更換硬盤操作繁瑣；2. 通過光纖網(wǎng)絡(luò)將 FC-SAN 掛載到某管理節(jié)點(diǎn)或計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，然后由管理節(jié)點(diǎn)或計(jì)算節(jié)點(diǎn)操作 FC-SAN 來提供NFS 服務(wù)。但是此時(shí) FC-SAN 上的數(shù)據(jù)傳輸將通過光纖網(wǎng)絡(luò)和集群內(nèi)部局域網(wǎng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，傳輸過程復(fù)雜、存在傳輸延時(shí)；3. 采用網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)器(NAS)提供 NFS 服務(wù)。NAS 即專門為提供文件服務(wù)而優(yōu)化系統(tǒng)的服務(wù)器，文件讀寫性能高。其可以直接連接到集群內(nèi)部局域網(wǎng)上。同時(shí)更換硬盤、數(shù)據(jù)備份、文件管理也非常方便。

 

從共享文件管理性、存儲(chǔ)容量可擴(kuò)充性、數(shù)據(jù)傳輸速度方面綜合考慮，可以使用 NAS 為 Abaqus 集群系統(tǒng)提供 NFS 服務(wù)。

 

NAS 的處理器、內(nèi)存都是其性能指標(biāo)。NAS 的另外一個(gè)性能指標(biāo)是其網(wǎng)絡(luò)性能，如果是以太網(wǎng)絡(luò)接口，其網(wǎng)絡(luò)帶寬、是否支持巨型幀、是否支持鏈路聚合都對(duì) NAS 性能產(chǎn)生影響。在集群使用中可能同時(shí)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)要求讀寫 NAS 上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，NAS 的工作負(fù)荷大，其性能將影響到集群系統(tǒng)整體的計(jì)算速度。

 

在對(duì) QNAP TS-439 Pro Turbo NAS 和另一款 NAS 產(chǎn)品做對(duì)比測(cè)試后發(fā)現(xiàn)：NAS 的性能對(duì)集群系統(tǒng)計(jì)算性能影響巨大。另一款 NAS 產(chǎn)品支持 1Gb 以太網(wǎng)絡(luò)，但整體性能參數(shù)較低：不支持鏈路聚合，最大支持 7.5K 巨型幀。

 

測(cè)試算例使用某一地鐵隧道地震效應(yīng)模型(使用 Abaqus/Standard 求解器)，同時(shí) NAS 設(shè)備開啟了所有能夠提高網(wǎng)速的功能。測(cè)試數(shù)據(jù)見圖 2。

 

本對(duì)比測(cè)試分 3 組：A 組-高負(fù)荷下使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算；B 組-低負(fù)荷下使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算；C組-不使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算。

 

A 組-高負(fù)荷下使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算：同時(shí)進(jìn)行 7 個(gè) Abaqus 計(jì)算任務(wù)，每個(gè)計(jì)算使用 4CPU，7 個(gè)計(jì)算任務(wù)都使用 NAS 設(shè)備來存儲(chǔ)共享文件。

 

B 組-低負(fù)荷下使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算：只進(jìn)行 1 個(gè) Abaqus 計(jì)算任務(wù)，使用 4CPU，該計(jì)算任務(wù)使用 NAS設(shè)備來存儲(chǔ)共享文件。

 

C 組-不使用 NAS 的 Abaqus 計(jì)算：只進(jìn)行 1 個(gè) Abaqus 計(jì)算任務(wù)，使用 4CPU，該計(jì)算任務(wù)不使用 NFS 服務(wù)，將文件直接存儲(chǔ)在本地磁盤上。此種情況是最優(yōu)情況，但調(diào)用多個(gè)節(jié)點(diǎn)并行計(jì)算時(shí)必需使用 NFS 服務(wù)，即在集群構(gòu)架下最優(yōu)情況不適用于大型的并行計(jì)算。

 

 

圖 2 磁盤性能對(duì)計(jì)算速度的影響

 

本對(duì)比測(cè)試中 B 組 TS-439 較 C 組性能計(jì)算速度下降 10.4%；A 組 TS-439 較 B 組 TS-439 性能下降 20.6%。B組 TS-439 與 C 組的性能比較證明使用 TS-439 NAS 帶來的性能影響可以接受；A、B 組 TS-439 性能比較證明 TS-439 NAS 在高負(fù)荷下的性能表現(xiàn)可以接受。但是另一款 NAS 產(chǎn)品帶來的性能下降是無法接受的：低負(fù)荷下造成計(jì)算速度下降 31.3%，高負(fù)荷下造成計(jì)算速度下降 63.6%！實(shí)際上 QNAP TS-439 Pro Turbo NAS 并不是一款高端產(chǎn)品，QNAP 和 BUFFALO 的高端產(chǎn)品性能將更好，可以作為集群的存儲(chǔ)設(shè)備。

 

網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算速度的影響

通信性能對(duì)集群整體的性能具有決定性的影響，某些情況下集群網(wǎng)絡(luò)的性能是整個(gè)集群系統(tǒng)性能的瓶頸。采用何種網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)連接節(jié)點(diǎn)以及如何優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)提高網(wǎng)絡(luò)性能是構(gòu)建集群平臺(tái)的重要工作內(nèi)容。

 

目前，集群系統(tǒng)中常用的網(wǎng)絡(luò)有以太網(wǎng)絡(luò)(Gigabit Ethernet，簡(jiǎn)稱 GigE)、Myrinet 網(wǎng)絡(luò)、Infiniband 網(wǎng)絡(luò)。SIMULIA 公司提供的資料[3]顯示：對(duì)應(yīng)于 Abaqus 軟件的應(yīng)用，各種網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)在互連 32 個(gè)以下處理器時(shí)性能差距不大。對(duì)于一個(gè)小型集群，使用 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)替換千兆以太網(wǎng)絡(luò)帶來的性能提升不大。因此集群平臺(tái)采用千兆以太網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點(diǎn)間的通信是經(jīng)濟(jì)可用的。

 

若考慮到保持以太網(wǎng)絡(luò)的兼容性，則對(duì)于以太網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目前主要有 4 種途徑：一是修改 Linux 內(nèi)核中的TCP/IP 協(xié)議參數(shù)以及開啟巨型幀；二是鏈路聚合提高網(wǎng)絡(luò)帶寬；三是減少用戶空間與內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)；四是減少中斷響應(yīng)次數(shù)。由這 4 種優(yōu)化思路出發(fā)產(chǎn)生了用于以太網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的各種技術(shù)，在 Linux 系統(tǒng)中它們分別稱為：1. TCP/IP 協(xié)議棧優(yōu)化(TCP Tuning)和巨型幀(Jumbo Frames)；2. 雙網(wǎng)卡綁定技術(shù)(Bonding)；3. 零拷貝(Zero

Copy)；4. 使用新的 API 函數(shù)(NEW API 簡(jiǎn)稱 NAPI)；5. TCP/IP 減負(fù)引擎(TOE)。表 3 總結(jié)了這 5 種方法加快網(wǎng)速的原理。

 

 

表 3 以太網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法的原理

 

對(duì)各種方法的優(yōu)化原理做比較后，確定選擇兩種方法對(duì)集群局域以太網(wǎng)絡(luò)做組合優(yōu)化：1. TCP/IP 協(xié)議棧優(yōu)化和巨型幀；2. 雙網(wǎng)卡綁定。制定方案的原因有二：1. 這兩種優(yōu)化方法組合使用，除不能實(shí)現(xiàn)減少數(shù)據(jù)拷貝過程外，其它方面都有所優(yōu)化；2. 該組合優(yōu)化方法較易實(shí)現(xiàn)，優(yōu)化后的系統(tǒng)管理也較為方便。

 

為了測(cè)試兩種優(yōu)化方法對(duì)集群平臺(tái)性能的影響，本文采用了一個(gè)垂直上下交叉隧道 Abaqus 有限元模型作為算例。本模型雙向水平地震波輸入，在計(jì)算中隧道單元出現(xiàn)了塑性變形，反映了材料非線性的特性，計(jì)算算法選擇隱式算法，使用 standard 求解器計(jì)算，在動(dòng)力學(xué)問題中具有一定的代表性。測(cè)試了使用雙節(jié)點(diǎn)(16 個(gè)處理器核心)和三節(jié)點(diǎn)(24 個(gè)處理器核心)時(shí)的計(jì)算速度，共做 6 次測(cè)試并獲得相應(yīng)的 DAT 文件。各次測(cè)試條件見表 4。

 

 

表 4 集群平臺(tái)性能測(cè)試的條件

 

圖 3 是根據(jù)表 4 的數(shù)據(jù)制作的 6 個(gè)測(cè)試的計(jì)算耗時(shí)散點(diǎn)圖，圖 3 中以測(cè)試 2 的耗時(shí)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)對(duì) 6 個(gè)測(cè)試的TOTAL CPU TIME 和 WALLCLOCK TIME 進(jìn)行歸一化，共獲得 12 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，測(cè)試 N 的相對(duì)耗時(shí)等于測(cè)試 N 的耗時(shí)除以測(cè)試 2 的耗時(shí)。

 

 

圖 3 6 次測(cè)試的相對(duì)耗時(shí)散點(diǎn)圖

 

圖 3 顯示 6 次測(cè)試的相對(duì) TOTAL CPU TIME 離散性比較高，測(cè)試 1 的相對(duì) TOTAL CPU TIME 等于 3.34，是最大值；測(cè)試 3 的等于 0.42，是最小值。兩者之間相差約 7 倍。相對(duì) WALLCLOCK TIME 離散性比較小，測(cè)試 1的相對(duì) WALLCLOCK TIME 等于 1.74，是最大值；測(cè)試 3 的等于 0.51，是最小值。6 個(gè)測(cè)試的相對(duì) TOTAL CPU TIME排序不同于相對(duì) WALLCLOCK TIME 排序，但兩個(gè)排序中只有測(cè)試 2 的次序不同。可以認(rèn)為不同測(cè)試條件下 TOTAL CPU TIME 和 WALLCLOCK TIME 的變化趨勢(shì)基本相同。兩個(gè)耗時(shí)序列基本一致，由此認(rèn)為，測(cè)試中的其它影響因素(這些影響主要體現(xiàn)在 WALLCLOCK TIME 中) 對(duì)各次測(cè)試影響相同，故選取 WALLCLOCK TIME 作為衡量該集群平臺(tái)計(jì)算時(shí)耗的標(biāo)準(zhǔn)。WALLCLOCK TIME 是綜合了各種影響因素的 Abaqus 求解器進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，它

是用戶等待計(jì)算任務(wù)結(jié)束花費(fèi)的時(shí)間。

 

圖 3 中各次測(cè)試的相對(duì) WALLCLOCK TIME 間的差異表明：計(jì)算條件對(duì)于計(jì)算速度影響很大。首先，圖 3 中測(cè)試 1 耗時(shí)大于測(cè)試 2、測(cè)試 2 耗時(shí)大于測(cè)試 3，測(cè)試 4、測(cè)試 5、測(cè)試 6 的耗時(shí)關(guān)系也相同，這說明鏈路聚合和TCP/IP 棧優(yōu)化都可以提高數(shù)值計(jì)算速度。測(cè)試 1 的 WALLCLOCK TIME 是測(cè)試 3 的 3.43 倍，這說明集群網(wǎng)絡(luò)性能對(duì) Abaqus 軟件的計(jì)算速度影響巨大，鏈路聚合和 TCP/IP 棧優(yōu)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化效果很好。其次，圖 3 中測(cè)試 1的耗時(shí)大于測(cè)試 4，測(cè)試 2 的耗時(shí)小于測(cè)試 5，但測(cè)試 3 的耗時(shí)小于測(cè)試 6，這說明集群網(wǎng)絡(luò)性能越好，計(jì)算任務(wù)最適宜調(diào)用的處理器數(shù)越少，良好的集群網(wǎng)絡(luò)可以減少消耗的軟硬件資源并獲得同樣的計(jì)算速度。

 

結(jié)語

本集群系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，在土木工程動(dòng)力分析領(lǐng)域完成了涉及場(chǎng)地地震效應(yīng)、流固耦合效應(yīng)、建(構(gòu))筑物間的相互作用等問題的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。雖然集群在顯式算法、隱式算法，小規(guī)模模型、大規(guī)模模型的并行計(jì)算效率上差別較大，但是整體而言集群技術(shù)是能夠縮短計(jì)算時(shí)間，從而提高工程設(shè)計(jì)、科研研究進(jìn)度的。

 

本文介紹了集群系統(tǒng)的部件，以及維持集群系統(tǒng)正常運(yùn)作的附屬設(shè)施。文中介紹了兼顧顯式算法和隱式算法集群的集群構(gòu)建方法。文中分析了決定集群性能的 CPU 的選取方法，對(duì)集群系統(tǒng)中的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部分性能指標(biāo)做了闡述。測(cè)試了存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能對(duì)整體集群性能的影響。

 

本文闡述的構(gòu)建方法是針對(duì)小型 Abaqus 集群系統(tǒng)，其構(gòu)建思路也適用于構(gòu)建大型集群系統(tǒng)，也適用于構(gòu)建運(yùn)行其它商業(yè)軟件的集群系統(tǒng)。本文僅是引玉之拋磚，希望能夠?yàn)閺V大希望使用上并行計(jì)算功能但對(duì)并行計(jì)算系統(tǒng)存在疑惑的讀者介紹一些構(gòu)建系統(tǒng)的心得，希望能夠推動(dòng)高性能計(jì)算應(yīng)用層面的發(fā)展。