高端计算软件平台的研发.pdf

2002年9月 中国工程科学 Sep．2002 堑!童篁!塑 曼!垂!矍!!g塞!!!些 兰堡：!塑!：! 拳?拳羚囊 高端计算软件平台的研发 陈左宁 (国家并行计算机工程技术研究中心，北京 100080) [摘要] 高端计算软件平台是整机系统实现友善性、可用性和高教性的基本保障。随着计算处理规模愈来愈 大，以及Peer-m-peer和Grid这类新型计算模式的出现，平台软件的设计面临新的挑战。首先．对高端计算软件 平台发展状况以及面l临的设计难题进行论述和分析；然后，介绍一个高端计算平台软件系统设计情况．并进行 讨论。 [关键词] 高端计算；太规模并行处理；操作系统；并行开发环境；并行应用环境 0045—05 【中囤分类号】TP311[文献标识码】A 【文章编号】1009—1742(2002)09 图l显示了高端计算基础硬件平台(环境)的 l概述 发展情况。集中式的高端计算机已经从单节点或少 高端计算机的研制对国民经济发展和国防建设 量节点结构发展到大规模多节点、多层次存储结 of 起着重要的推动作用，系统软件平台是整机系统实 构，称为cluster 现友善性、可用性和高效性的基本保障。目前，国 布式环境也发展到Grid计算。在这个基础平台之 际上高端计算软件平台的核心技术掌握在少数几个 上，软件平台自底向上可分为三个层次，操作系统 丈公司手中，并且一般是非自由软件。我国高端计 环境、通用的分布／并行支持环境以及面向行业或 算系统软件研发力量较弱，尤其是核心软件的开 应用领域的支撑环境。针对不同的硬件平台或硬件 发，这在相当程度上影响了我国高端计算机的发 环境，包括的软件以及考虑的问题会有所不同。 展。 高端计算软件平台设计目前所遇到的最大挑 战，一方面来自于超级计算机愈来愈大的规模所带 来的系统的复杂性，另一方面来自于网络分布式环 境下的新型计算模型。平台的好用性、可扩展性和 可用性一直是研发的难点和热点。 2发展状况及面临的挑战 2．1发展现状 高端计算系统软件平台广义上包括各类硬件基 图1高端计算基础硬件平台(环境)的发展情况 础之上的支持高端计算的软件环境和支撑集中式的 The of Fig-l end 高端计算机的软件平台，或者网络分布式计算环境 developmenthigh computing fundamentalhardware 的软件平台。 2002—06 [收稿日期] 21；修回日期200207—05 [作者筒介】 陈左宁(1957一)，女，北京市人，中国工程院院士，国家并行计算机工程研究中心研究员 万方数据 46 中国工程科学 第4卷 高端计算的低端是支持中小规模并行的超级服 技术难以达到完全实用。关键原冈之·是操作系统 务器，其特点是注重与其他商品化硬软部件的兼容