[00689067]由PC元件构成的高度可扩展、高性能并行计算系统

该项目任务来源于广东省自然科学基金项目"新型强作用物质的计算机模拟"(资助号990212)、教育部高等学校骨干教师资助计划"格点量子色动力学和高性能计算系统" (教技司[2000]65号)、中山大学与广东国讯信息通信有限公司技术开发合同"研制高性能计算机系统"。该项目目的是用相对低的成该，研制高速、大容量的高性能并行计算机，用于对自然科学前沿课题进行大规模运算，为使课题组的自然科学研究保持国际先进水平提供平台，并进一步探索该系统应用于更广泛领域的可能性，创造更大的经济效益和社会效益。在实际应用中，单靠一个或多个电脑独立工作，是无法处理很多复杂的运算过程，这时需要用到高性能计算机(高速大容量计算机，俗称超级电脑)。巨型机价格十分昂贵，要有大面积建筑设施和高要求配套设备，即使发达国家，能够购置的单位也极少，很难普及。西方国家对进口到中国的高技术也进行严格限制。最近课题组成功解决以上难题，方法是把多个CPU集团化，利用Linux操作系统和高速网络设备，实现高速、大容量并行计算功能。以实验室LXQ20-500EBG型样机为例，它由20个奔腾500的CPU和10个128兆的内存条组成，整个系统理想速度可高达100亿赫兹，内存可高达1280兆。价格性能比为7.0美元/兆节拍(按99年底购买零件时的价格)。其特点是高度可扩展性(根据需要可任意增加CPU数目)，性能稳定、成本低、体积小、升级和维护简单。可实现规模化生产，及其普及化。国际先进的Cray T3E-1200巨型并行机，单个处理器的性能虽然较好，但价格性能比为87.5美元/兆节拍(Mflop)，而课题组的价格性能比为7.0美元/Mflop，在用PC元件构成的MIMD集群式并行机中最理想。另外，在可扩展性，灵活性、维护和商业应用前景等方面有优势。在格点量子色动力学的应用方面，比较国际上几种商售并行计算机例如，SX-4(NEC), SR2201(Hitachi), Cenju-3(NEC), Paragon(Intel)，它们变更每一规范链的时间分别为4.5、31.4、57.42和149微秒，课题组的系统只需要3.98微秒，排在第一；信息交流速度分别为45、28、8.1和9.0和10.35兆比特/秒。在中山大学－国讯科学计算实验室投入大规模并行计算。首先是应用于研究自然科学的前沿课题：高能物理(格点量子色动力学的强子质量谱、胶球质量)和量子力学的数值模拟，得到有意义的成果；另外，课题组还应用于网络信息处理(服务器)。该组研制的高性能计算机，除可用于自然科学研究、气象预报和仿真技术、生命科学等大规模运算外，还可有希望高效地应用于通信技术、网络信息处理(服务器)、产品的开发设计、动态数据的分析、股市预测，复杂电子图像(如立体动画片)的制作等。