高性能計算到底是什么？使用了哪些技術和知識

　　高性能計算（HPC） 指通常使用很多處理器（作為單個機器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計算資源操作）的計算系統和環境。高性能集群上運行的應用程序一般使用并行算法，把一個大的普通問題根據一定的規則分為許多小的子問題，在集群內的不同節點上進行計算，而這些小問題的處理結果，經過處理可合并為原問題的最終結果。由于這些小問題的計算一般是可以并行完成的，從而可以縮短問題的處理時間。

　　高性能集群在計算過程中，各節點是協同工作的，它們分別處理大問題的一部分，并在處理中根據需要進行數據交換，各節點的處理結果都是最終結果的一部分。高性能集群的處理能力與集群的規模成正比，是集群內各節點處理能力之和，但這種集群一般沒有高可用性。高性能計算的分類方法很多。這里從并行任務間的關系角度來對高性能計算分類。

　　一、高吞吐計算（High-throughput Computing）

　　有一類高性能計算，可以把它分成若干可以并行的子任務，而且各個子任務彼此間沒有什么關聯。因為這種類型應用的一個共同特征是在海量數據上搜索某些特定模式，所以把這類計算稱為高吞吐計算，而且算力也比較大。所謂的Internet計算都屬于這一類。按照Flynn的分類，高吞吐計算屬于SIMDSingle Instruction/Multiple Data，單指令流-多數據流）的范疇。

　　二、分布計算（Distributed Computing）

　　另一類計算剛好和高吞吐計算相反，它們雖然可以給分成若干并行的子任務，但是子任務間聯系很緊密，需要大量的數據交換。按照Flynn的分類，分布式的高性能計算屬于MIMD（Multiple Instruction/Multiple Data，多指令流-多數據流）的范疇。

　　有許多類型的HPC 系統，其范圍從標準計算機的大型集群，到高度專用的硬件。大多數基于集群的HPC系統使用高性能網絡互連，基本的網絡拓撲和組織可以使用一個簡單的總線拓撲。HPC系統由計算、存儲、網絡、集群軟件四部分組成。