一、超算的缘由
随着时代的发展，一些具有挑战性的重要问题摆在人们面前。比如，全球气象预报、高精度核爆模拟、流体湍流、人类基因组、半导体建模等等，对计算的时间、精度、吞吐率等提出了高要求。
就气象预报而言，需要进行大气建模，将大气层划分为三维区域单元，需要大量的计算量。增加计算速度的一种办法是多处理机协同求解同一个问题，即并行编程。尽管各部分之间仍需要进行交互以及数据传送，但仍能达到性能的改进。
超级计算则是基于这种原理，通过多处理机的使用加速求解以及在适当时间内求解。
二、超级计算机的架构分类
1、并行计算方式:SIMD、MIMD
2、存储器:共享存储(SM)、分布存储(DM)
三、一些简称
多向量机----MVP
对称多处理机----SMP
软件定义网络----SDN
四、并行编程方法
1、阶段并行算法
2、分治并行算法
3、宏流水并行算法
4、主从并行算法
5、工作池并行算法
五、网络通信
主流网络互连技术包含以太网、FC、InfiniBand.
以太网特点：侧重网络协议的通用性，局域网和广域网均遵循统一的以太网协议，并且随着以太网速度超过FC,以太网开始走进存储网络。
InfiniBand诞生原因：弥补FC和以太网的缺点，满足广义网络传输与存储IO对网络性能与智能性的需求，具备SDN属性。
(1)InfiniBand架构
1、HCA----主机通道适配器
2、TCA----目标通道适配器
3、网络交换机
4、路由器
5、网络与连接模块
线宽：4x、12x
速度分类：SDR、DDR、QDR
(2)InfiniBand优势
1、最高性能
2、低延迟
3、高效率
4、可靠稳定的网络互连
5、网络整合实现更低功耗与成本
6、数据完整性
7、开放性
(3)网络传输协议----RDMA(远程内存直接访问技术)
1、技术核心
①零拷贝技术
网卡可以直接与应用内存相互传输数据。
②内核旁路技术
当执行RDMA读写请求时，应用程序不需要执行内核调用就可以向网卡发送命令。
③协议卸载
在网卡硬件中部署可靠的传输协议，最大化用网卡实现必要的协议处理，消除通信对CPU资源的依赖。
六、高性能计算系统性能测评
1)指标
1、硬件
(1)节点型号及节点数
(2)互联网络：厂商、型号、主要配置、带宽、延迟
(3)节点信息
①主要BIOS设置
②CPU：数量、型号、主频、步进
②内存：类型、容量、速度、延迟
③硬盘：数量、型号、容量
④加速卡：型号、数量
⑤机箱电源：型号、功率
⑥机箱风扇：数量、位置、功率
2、软件
(1)操作系统：型号、版本、主要设置
(2)编译系统：型号、版本、主要编译参数
(3)测试软件：版本、所运行的工作负载、处理器
(4)开源软件：编译器版本、编译选项、软件库版本
2)测试程序
1、内存性能测试程序Stream
2、通信性能测试程序OMB
3、浮点计算性能测试程序HPL
4、综合性能测试程序HPCC
5、领域测试程序集NPB
6、领域测试程序集 IAPCM Benchmarks
7、领域测试程序集 Graph500 Benchmark
8、浮点计算性能测试程序 HPCG