高性能計算也稱超級計算、HPC，本人在這個行業待了也有十年了，和熱鬧的手機、個人計算機行業相比，高性能計算是個冷僻的行業，長期以來遠離公眾視野，鮮為人知，只是這些年因為云計算、超級計算機時常出現在各種媒體上，才慢慢浮出水面，今天就和諸位來談談高性能計算的發展歷史，
現在大家對高性能計算普遍的劃代，旁支不算，大致分為這樣四個階段：向量機、SMP、MPP、集群，
上世紀七十年代，美國的克雷機開啟了高性能計算的先河，這是那個時代的超級計算機，一經推出就大受追捧，先后被美國能源部、國防部、波音、美孚石油采購，到了八十年代，我國也推出了自己的向量機：銀河1號，用來計算核爆、流體力學、石油開采等一些亟待解決又高度保密的課題，現在銀河1號向量機已經退役，曾經在北京的軍事博物館展出過，不知道現在還在不在，
向量機雖然計算性能強大，但是它的缺點也十分明顯，就是所有軟硬體都需要專門設計定制，與市場上大量銷售的軟硬體不兼容，這使得向量機的價格非常昂貴，也只有政府和大公司這種不在乎成本的部門才用得起，很難做到普及，這個缺點嚴重制約了向量機的發展，所以當時有人為了降低成本，把目標轉向通用的軟硬體設備，于是SMP就此誕生，
SMP中文翻譯是”對稱多處理”，它是在計算機里安裝多塊處理器，共享記憶體和資料總線來提高計算性能，我們現在的手機、平板、PC使用的多核CPU其實也是SMP架構，區別是以前的處理器會安裝在主板的多個基座上，由總線連接；現在是把多塊處理器在生產時就封裝到一起，插在一個基座上，
由于SMP技術難度低、計算能力提升明顯、性價比高、市場需求大，能夠兼容當時大多數軟體，所以當年很多個人電腦廠商也生產SMP架構的服務器，比如當年Compaq、HP、IBM一眾行業大佬，都是生產SMP服務器的主力軍，
SMP架構通過增加處理器數量，結合軟體提升計算性能，但是它需要共享記憶體和資料總線，運行程序中存在物理資源競用的問題，限制了性能發揮，屬于“并行計算+串行IO”方案，而且SMP架構能夠增加的處理器數量十分有限，也制約了SMP架構的發展，后來人們為了追求更強大的計算能力，便推出MPP架構，
MPP中文名稱是”大規模并行處理”，這種架構相比SMP，取消了共享記憶體和資料總線，把每臺計算機做一個獨立的節點單元來對待，節點之間用專用的高速網路連接，通過軟體協同完成共同的任務，屬于純粹的無共享架構（Share Nothing），MPP一般都是IT巨頭的定制機，它的硬體代表是刀片機，軟體代表是分布式資料庫，比如GreenPlum、Teradata都屬于MPP架構，
MPP架構相比SMP架構，性能雖然有了大幅提升，但是缺點也更多，比如對硬體設備要求高，產品價格貴，擴展能力不足，需要專門的軟體來支持（開發MPP軟體是遠比MPP硬體更復雜的事），所以它仍然是那些不在乎成本的IT巨頭和壟斷部門的專屬玩物，實際這些年來，MPP之所以沒有發展，這些制約缺點是主要原因，
但是人們對高性能計算的追求是無止境的，為了獲得更強大的計算效果，我們現在實際上已經來到了第四個階段：集群，
現在的計算機集群可說是這些年IT新技術發展的綜合體和集大成者，它除了繼續沿用MPP節點的概念，還大量借鑒采用互聯網衍生出來的各種基礎技術，比如普遍采用通用硬體來降低設計和采購成本；采取“軟體定義硬體”策略，把原本屬于硬體的功能轉移到軟體來解決，而且還便于升級，使用統一的協議支持異構計算平臺，允許動態增加減少計算節點，通過”硬體冗余+軟體容錯“解決硬體運行程序中出現的問題，所以現在計算機集群即實作了超強的擴展能力，又能夠保證足夠的經濟性，
另外，與前幾次主要面向專業領域不同，當前集群的發展方向已經轉向了商用領域，這是非常廣大的市場，有著巨大的商業利益，最典型的就是云計算，它面向商業用戶，更多強調經濟性和使用成本，使用虛擬化技術支持多租戶共享，普遍采用按時付費的支付模式，能夠根據用戶需求分配云端資源，集群架構另一個主要領域是超級計算機，當前世界上主要的超級計算機，比如我國的“神威”、“天河3”，美國的“泰坦”、“Summit”，日本的“京”，都屬于集群架構，而且云計算和超級計算機也正在融合中，現在一種叫“超算云”的共享計算模式正在各大云平臺中形成，
說完硬體，再說軟體，由于建立在集群架構之上的業務需求、市場生態已經發生了根本變化，基于早期幾種架構研發的軟體很難發揮出集群的性能，據我所知，現在有幾家ICT巨頭看好集群業務帶來的商機，正在投入巨資研發通用的集群系統軟體，希望一舉拿下這個藍海市場，這有點象移動互聯網剛剛開始的時候，蘋果推出IPhone手機后，需要再推出iOS作業系統來適配IPhone手機，另外在超算領域，超級計算機做為國家綜合科技實力的具體表現，與各國基礎科研密切相關，將帶動一大批產業發展，也都在加大對超算和超算軟體的研發投入，所以現在無論是企業還是政府，都是一副百舸爭流的狀態，希望通過集群作業系統進一步鞏固各自的優勢地位，拿到下一場技術革命的門票，
在這方面，LAXCUS集群作業系統無疑是走在了前面，它屬于原生的分布式作業系統，完全基于集群架構和云環境設計，支持超大規模的分布存盤和分布計算，說幾個硬體指標，大家感受一下，
- 集成了云端所有剛需：虛擬化、安全管理、大資料、資料庫、人工智能、應用容器、分布式應用軟體，
- 對于分布式處理，能夠云端、邊緣端、終端一體化分布協同，無縫對接，
- 對于節點的支持，可以是幾臺服務器到幾十萬臺服務器，
- 對于在線的用戶人數，可以是幾個人到幾千萬人在線，
- 對于資料處理，支持OLAP、OLTP、SQL，資料可以從幾個G到EB級別，
- 對于應用軟體，可以是幾個軟體到幾百萬個應用軟體在云端運行，
- 對于應用開發，提供人工智能介面、大資料介面、分布式編程介面，開發者可以象開發單機軟體一樣開發分布式軟體，
最后說幾句，一個不爭的事實是，目前無論云計算、超算，還是集群軟體，仍然是美國最強，我國處于追趕地位，由于集群硬體基本構型已經完成，現在各國發力競爭的主要是集群軟體，尤其是集群作業系統這樣的通用基礎軟體，美國曾經通過PC作業系統、手機作業系統獲得在個人電腦、手機領域的決對優勢，鞏固了全球領導地位，進而影響全世界，直到現在，現在集群作業系統類似于當年iOS登場的時候，集群作業系統將決定我國未來二三十年在云計算、大資料、人工智能的生態市場和領導地位，
對于中國，這是一場不能輸的戰爭，
前方道路依然漫長，在此與各位共勉！
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/276944.html
標籤：其他
上一篇：序列計數
下一篇：nginx配置實體及多服務器負載