HPC高性能计算知识主要应用场景和软件

高能能计算集群应用主要按应用类型分为科学计算型集群、负载均衡型集群、高可用型集群、并行数据库型集群四类;按照应用需求对应的应用领域分为:

计算密集型应用(Computing-intensive):大型科学工程计算,数值模拟等。其应用领域为石油、气象、CAE、核能、制药、环境监测分析、系统仿真等。

数据密集型应用(Data-intensive):数字图书馆,数据仓库,数据挖掘,计算可视化等;其应用领域:图书馆、银行、证券、税务、决策支持系统等。

通信密集型应用(Network-intensive):协同工作,网格计算,遥控和远程诊断等;其应用领域:网站、信息中心、搜索引擎、电信、流媒体等。

HPC高能能计算常用种应用领域主要分为:CAE仿真、动漫渲染、物理化学、石油勘探、生命科学、气象环境。

CAE仿真软件主要有哪些?

CAE(ComputerAidedEngineering)用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等。主要应用于航空航天、汽车、船舶、机械、建筑、电子等领域。

CAE主要处理流程大致为:几何建模、划分网格、指定荷载和边界条件,提交给服务器进行分析,显示结果,评估产品性能。

隐式和显式有限元分析主要区别?

有限元分析FEA(FiniteElementAnalysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

隐式有限元(IFEA)是针对结构内部分析的,主要场景结构设计;

显示有限元(EFEA)是针对碰撞,爆炸等结构之间的分析;

CFD是计算流体动力学(ComputationalFluiddynamics)的缩写,是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他物理现象的一门学科。

生命科学软件主要有哪些?

生物科学主要分为生物信息学、分子动力学模拟和新药研发三个领域。

生物信息学领域:使用HPC对生物基因数据进行测序、拼接、比对等处理,提供基因组信息以及相关数据系统,解决生物、医学和工业领域的重大问题。

分子动力学模拟领域:使用HPC进行大规模分子动力学模拟,通过模拟结果来分析和验证蛋白质在分子和原子水平上的变化

新药研发领域:使用HPC快速地完成高通量药物虚拟筛选,可使研发周期平均缩短1年半左右。

动漫渲染软件主要有哪些?

动漫多媒体是HPC的另外一个重要应用,在这个行业大量的图形渲染成为HPC应用的主要领域。

业务流程大致为:原始模式抽象骨架、作业提交、任务排队、激活任务、渲染作业、归档存储。

气象环境软件主要有哪些?

气象预报是用数学方法构建方程,将气象数据和边界参数导入方程求解,从而预测大气变化和状态的科学。

业务流程大致为:气象数据收集和预处理、综合数值天气预报、天气学、统计学等输出预报结果。

气象预报是用数学方法构建方程,将气象数据和边界参数导入方程求解,从而预测大气变化和状态的科学。业务流程大致为:气象数据收集和预处理、数值天气预报流程、综合数值天气预报、天气学、统计学等输出预报结果。

总之,不同的HPC应用对IT资源的消耗是不同的,高性能计算系统需根据其不同的应用场景来配置资源。计算密集型应用需要配置高主频CPU、内存约束型应用需要配置高带宽大内存、网络密集型需要配置IB网络、IO密集型应用需要配置高带宽大容量并行存储系统。前期详细分享过从高性能计算(HPC)技术演变解析方案、生态和行业发展趋势分析,并整理成电子书,


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