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遥感大数据研究现状与发展趋势 被引量:66
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作者 朱建章 石强 +3 位作者 陈凤娥 史晓丹 董泽民 秦前清 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2016年第11期1425-1439,共15页
目的遥感数据空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及辐射分辨率不断提高,数据类型也不断增加,从航天、航空、临近空间等遥感平台所获取的遥感数据量急剧增加,遥感数据已经具有明显的大数据特征。本文旨在从系统应用的角度分析遥感大... 目的遥感数据空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及辐射分辨率不断提高,数据类型也不断增加,从航天、航空、临近空间等遥感平台所获取的遥感数据量急剧增加,遥感数据已经具有明显的大数据特征。本文旨在从系统应用的角度分析遥感大数据处理中涉及的关键技术与问题,为相关研究人员提供有价值的参考。方法在参考大量文献的基础上,首先阐明遥感大数据的特点。其次,从GPU硬件加速、集群、网格、云计算、云格、复杂高性能计算等角度介绍了遥感大数据处理系统。再次,从分布式集群化存储技术等,分析了遥感大数据处理的关键技术。最后,从遥感大数据的多类不确定性、信息融合、机器学习、分析平台等出发,说明了目前研究存在的问题;从遥感大数据多类不确定性建模,面向遥感大数据的机器学习方法等角度说明了遥感大数据发展的趋势。结果本文详细梳理了遥感大数据的特点、典型的处理系统、核心技术,力图总结出在实际应用与学术研究中该领域需要解决的关键问题以及未来的发展趋势。结论大数据技术为遥感数据挖掘与知识获取带来了机遇与挑战,面向大数据的机器学习、数据统一分析框架、面向大数据的信息深度融合等问题的突破,将促进遥感知识挖掘的进一步发展。 展开更多
关键词 不确定性建模 多源信息融合 机器学习 高性能计算 遥感大数据
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时空大数据背景下并行数据处理分析挖掘的进展及趋势 被引量:57
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作者 关雪峰 曾宇媚 《地理科学进展》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第10期1314-1327,共14页
随着互联网、物联网和云计算的高速发展,与时间、空间相关的数据呈现出"爆炸式"增长的趋势,时空大数据时代已经来临。时空大数据除具备大数据典型的"4V"特性外,还具备丰富的语义特征和时空动态关联特性,已经成为地... 随着互联网、物联网和云计算的高速发展,与时间、空间相关的数据呈现出"爆炸式"增长的趋势,时空大数据时代已经来临。时空大数据除具备大数据典型的"4V"特性外,还具备丰富的语义特征和时空动态关联特性,已经成为地理学者分析自然地理环境、感知人类社会活动规律的重要资源。然而在具体研究应用中,传统数据处理和分析方法已无法满足时空大数据高效存取、实时处理、智能挖掘的性能需求。因此,时空大数据与高性能计算/云计算融合是必然的发展趋势。在此背景下,本文首先从大数据的起源出发,回顾了大数据概念的发展历程,以及时空大数据的特有特征;然后分析了时空大数据研究应用产生的性能需求,总结了底层平台软硬件的发展现状;进而重点从时空大数据的存储管理、时空分析和领域挖掘3个角度对并行化现状进行了总结,阐述了其中存在的问题;最后指出了时空大数据研究发展趋势。 展开更多
关键词 时空大数据 高性能软硬件 并行空间分析 数据挖掘 进展及趋势
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新型高性能计算系统与技术 被引量:30
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作者 廖湘科 肖侬 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2016年第9期1175-1210,共36页
高性能计算技术是信息时代世界各国特别是发达国家激烈竞争的技术制高点.本文针对未来新型高性能计算技术的挑战,从微处理器、高性能计算机系统、高性能并行算法与应用等多个核心技术来分析高性能计算技术的国内外发展现状、趋势与挑战... 高性能计算技术是信息时代世界各国特别是发达国家激烈竞争的技术制高点.本文针对未来新型高性能计算技术的挑战,从微处理器、高性能计算机系统、高性能并行算法与应用等多个核心技术来分析高性能计算技术的国内外发展现状、趋势与挑战,从基础研究的角度阐述我国未来高性能计算系统理论与技术领域需重点开展研究的领域(或科学问题)与相关政策建议. 展开更多
关键词 高性能计算 微处理器 计算机体系结构 高性能计算应用
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高性能计算技术在气象领域的应用 被引量:26
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作者 赵立成 沈文海 +5 位作者 肖华东 王彬 孙婧 魏敏 李娟 沈瑜 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期550-558,共9页
高性能计算通过应用超级计算机与并行处理技术解决复杂的计算问题,是信息技术发展比较迅猛的领域之一。气象应用始终是高性能计算的重要领域,高性能计算技术有效地解决了高分辨率、高精度气象数值预报模式发展限制,在气象预报预测业务... 高性能计算通过应用超级计算机与并行处理技术解决复杂的计算问题,是信息技术发展比较迅猛的领域之一。气象应用始终是高性能计算的重要领域,高性能计算技术有效地解决了高分辨率、高精度气象数值预报模式发展限制,在气象预报预测业务中发挥着核心支撑作用。数十年以来,由于数值天气模式研究和业务运行对计算资源的强烈需求,国内外气象领域高性能计算机及应用迅速发展起来。气象领域对高性能计算能力及系统的可靠性需求日益提升。高性能计算技术将与气象预报应用日益融合,相互影响促进,不断创新发展。为满足气象预报预测业务和科研工作需求,中国气象部门将进一步提升高性能计算能力,并致力于优化集约高性能计算系统布局,高效管理计算资源,发挥最大效益。 展开更多
关键词 高性能计算 气象数值模式 超级计算机
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大数据时代下生物信息技术在生物医药领域的应用前景 被引量:26
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作者 胡瑞峰 邢小燕 +1 位作者 孙桂波 孙晓波 《药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1512-1519,共8页
随着信息技术的快速发展,大数据时代冲击着各个行业。在生物医药领域,基因组测序技术的革新使得低成本、高通量、快速度成为现实,与此相关数据信息也出现了爆炸性增长,生物医药领域被悄然融入大数据的行列,因此迫切需要高性能计算以及... 随着信息技术的快速发展,大数据时代冲击着各个行业。在生物医药领域,基因组测序技术的革新使得低成本、高通量、快速度成为现实,与此相关数据信息也出现了爆炸性增长,生物医药领域被悄然融入大数据的行列,因此迫切需要高性能计算以及有效的技术与方法对这些信息进行处理,提取有效数据,为生物医药发展提供支撑。本文针对目前生物医药数据处理过程中面临的主要问题,初步探讨生物信息技术在生物医药领域中的应用及广阔前景。 展开更多
关键词 大数据 生物医药 生物信息学 高性能计算
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从多尺度到介尺度——复杂化工过程模拟的新挑战 被引量:24
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作者 葛蔚 刘新华 +2 位作者 任瑛 徐骥 李静海 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1613-1620,共8页
化工过程普遍面对具有多尺度结构的复杂系统,而作为从基本单元相互作用形成系统整体行为与功能的关键环节,介尺度结构对化工过程的定量描述和定向调控具有重要意义。同时,化学、材料、生物、物理和系统科学等领域也都逐步认识到各自的... 化工过程普遍面对具有多尺度结构的复杂系统,而作为从基本单元相互作用形成系统整体行为与功能的关键环节,介尺度结构对化工过程的定量描述和定向调控具有重要意义。同时,化学、材料、生物、物理和系统科学等领域也都逐步认识到各自的介尺度问题及其共同特性。这表明对介尺度结构与行为共性的深入研究将对科学界产生全局性的影响,同时也表明这样的研究必须通过多学科充分交流、紧密合作才能取得重大进展。本文试图从多尺度研究的背景出发探讨化工及相关过程中介尺度模拟的意义、挑战和方法,并展望其发展。 展开更多
关键词 多尺度 介尺度 复杂系统 高性能计算 模拟
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一种改进的优先级列表任务调度算法 被引量:24
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作者 李静梅 王雪 吴艳霞 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第5期20-23,36,共5页
异构多核处理器任务调度是高性能计算领域的重要问题。针对优先级列表调度算法中存在的优先级排序方法失当、调度结果不理想的问题,提出一种改进的优先级列表任务调度算法。该算法对传统优先级列表任务调度中以任务执行时间平均值作为... 异构多核处理器任务调度是高性能计算领域的重要问题。针对优先级列表调度算法中存在的优先级排序方法失当、调度结果不理想的问题,提出一种改进的优先级列表任务调度算法。该算法对传统优先级列表任务调度中以任务执行时间平均值作为参数的优先级计算方式进行优化,提出一种基于异构核性能差异性、依赖任务特征加权优先级的排序方式。在此基础上,以当前格局下每个任务的向后关键路径执行时间为权值作为任务分配到处理器内核的依据,克服贪心思想在内核选择中带来的局部最优解问题。此外,在任务分配阶段利用任务复制和区间插入技术,缩短任务最早开始时间,提高处理器利用率。实例分析和模拟实验结果表明,该算法可有效降低任务的执行时间,能发挥异构多核处理器优势。 展开更多
关键词 高性能计算 异构多核 任务调度 优先级列表
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数值计算程序的存储复杂性分析 被引量:17
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作者 张云泉 孙家昶 +1 位作者 迟学斌 唐志敏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期362-373,共12页
由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂.现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的.因此仅仅用传... 由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂.现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的.因此仅仅用传统的算法评价方法,从时间复杂性和空间复杂性着手来解释一个算法的不同实现在同一计算平台上很大的性能差异,显然是不够的.计算平台存储系统的特点必须在分析算法的复杂性时加以考虑.孙家昶1996年首先提出了存储复杂性的概念,提出一个算法的复杂性应包含计算复杂性和存储复杂性,其中的计算复杂性包含传统的时间复杂性和空间复杂性,是一个算法的基本属性;而存储复杂性却是一个随实现的不同而改变的算法属性.用户对算法进行优化的目的即是对算法存储复杂性的不断降低.而若想降低计算复杂性则必须进行新算法的研究.作者试图通过把对算法的存储复杂性分析和数据移动与浮点操作的比值分析相结合,对同一算法的不同实现进行相对精确的评价并对其可能达到的性能进行预测,以便帮助用户进行算法改进和指出可能的改进方向.目前,作者的分析仅限于单处理器的串行算法,对多处理器上的并行算法的分析是下一步的研究方向。 展开更多
关键词 存储复杂性 数值计算程序 存储系统 计算机
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高性能计算技术发展 被引量:22
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作者 周兴铭 《自然杂志》 北大核心 2011年第5期249-254,246,共6页
高性能计算(超级计算)技术是国家发展的战略性制高点技术。本文介绍了高性能计算技术的重要地位及当今世界各国装备应用情况;介绍了高性能机的发展历史与分类、最近十年的标志性成果及最近一年的世界最快计算机的前10名;分析了发展高性... 高性能计算(超级计算)技术是国家发展的战略性制高点技术。本文介绍了高性能计算技术的重要地位及当今世界各国装备应用情况;介绍了高性能机的发展历史与分类、最近十年的标志性成果及最近一年的世界最快计算机的前10名;分析了发展高性能计算技术的主要难点和研究方向;展望了未来十年发展的巨大新挑战。 展开更多
关键词 超级计算 高性能计算 高效能计算 大规模并行处理 集群机
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有限元分析快速解法 被引量:16
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作者 陈璞 孙树立 袁明武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期216-222,共7页
基于结构分析有限元方程组的特征,提出了在刚度矩阵及其因子的超方程概念下的细胞稀疏索引存贮方案,与传统的稀疏索引存贮方案相比,它可以减少磁盘空间和内存的占用量约30%.同时,这一存贮方案也可以减少关于索引的操作.结合双... 基于结构分析有限元方程组的特征,提出了在刚度矩阵及其因子的超方程概念下的细胞稀疏索引存贮方案,与传统的稀疏索引存贮方案相比,它可以减少磁盘空间和内存的占用量约30%.同时,这一存贮方案也可以减少关于索引的操作.结合双向循环展开技术,发展了一种适合于多维有限元分析的快速稀疏直接静力求解方法.工程算例表明,所建议的方案在存贮量和速度方面显著地改进了直接求解法的效率. 展开更多
关键词 高性能计算 稀疏矩阵 有限元分析 静力求解法 细胞稀疏存贮方案 结构分析 双向循环展开技术
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网格化的动态自组织高性能计算机体系结构DSAG 被引量:18
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作者 樊建平 陈明宇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1737-1742,共6页
传统的高性能计算机系统面临着变革 ,特别是体系结构需要创新 应用程序的设计方法与运行模式、可重构计算、网格化技术和光互连技术将深刻影响未来高性能计算机系统体系结构的发展 提出了网格化动态自组织体系结构(DSAG) ,可以支持体... 传统的高性能计算机系统面临着变革 ,特别是体系结构需要创新 应用程序的设计方法与运行模式、可重构计算、网格化技术和光互连技术将深刻影响未来高性能计算机系统体系结构的发展 提出了网格化动态自组织体系结构(DSAG) ,可以支持体系结构按需定制 (architectureondemand)的新模式 。 展开更多
关键词 体系结构 高性能计算 光互连 可重构计算 网格
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高可靠云计算平台及其在智慧林业中的应用 被引量:19
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作者 刘亚秋 景维鹏 井云凌 《世界林业研究》 CSCD 北大核心 2011年第5期18-24,共7页
"智慧林业"就是使用一切可以实现的监测技术对森林资源进行全方位的感知、处理,实现森林及生态资源的智慧管理。云计算作为新型计算模式将极大提高智慧林业决策水平。文中在分析云计算平台的内涵特征及其与网格计算和分布式... "智慧林业"就是使用一切可以实现的监测技术对森林资源进行全方位的感知、处理,实现森林及生态资源的智慧管理。云计算作为新型计算模式将极大提高智慧林业决策水平。文中在分析云计算平台的内涵特征及其与网格计算和分布式计算关系的基础上,提出并构建了高可靠智慧林业云计算平台。该平台基于林业信息化思想,将智慧林业及自然控制理论与云计算体系紧密结合,构建了以普适感知与泛在接入为基础、高可靠云计算为手段、智能决策分析为目标的智慧林业体系结构。提出了适于智慧林业与自然控制的海量数据挖掘、自动存储管理、大规模消息通信、可靠资源调度、新型计算体系等高可信计算关键技术。初步探讨了高可靠云计算平台在智慧林业中的基本应用。 展开更多
关键词 智慧林业 森林资源 云计算 高性能计算
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中国超算产业发展现状分析 被引量:19
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作者 历军 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第6期617-624,共8页
超级计算历来是衡量一个国家科技水平和创新能力的重要标志,也是促进社会经济可持续发展、产业转型升级和提高人民生活水平的重要手段之一。在国家政策大力支持下,近10年来的中国超算产业迎来了飞速发展的阶段,在某种程度上达到了国际... 超级计算历来是衡量一个国家科技水平和创新能力的重要标志,也是促进社会经济可持续发展、产业转型升级和提高人民生活水平的重要手段之一。在国家政策大力支持下,近10年来的中国超算产业迎来了飞速发展的阶段,在某种程度上达到了国际先进水平。文章回顾近10年来国内外超算产业的发展现状,解读我国超算行业所面临的机遇与挑战。在分析了未来超算产业发展的技术趋势后,从政策、产业和技术等角度为中国超算产业在E级计算时代的爆发提供了产业政策的相关参考建议。 展开更多
关键词 超级计算 高性能计算 现状分析 E级计算 规划建议
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从网格到“东数西算”:构建国家算力基础设施 被引量:17
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作者 钱德沛 栾钟治 刘轶 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1561-1574,共14页
简要回顾了几十年来计算机使用方式的变迁,介绍了基于网络计算技术的国家高性能计算基础设施CNGrid的设计与实现。讨论了在“东数西算”战略工程背景下中国算力发展的新趋势,以及国家算力基础设施发展面临的新的技术挑战,并对中国未来... 简要回顾了几十年来计算机使用方式的变迁,介绍了基于网络计算技术的国家高性能计算基础设施CNGrid的设计与实现。讨论了在“东数西算”战略工程背景下中国算力发展的新趋势,以及国家算力基础设施发展面临的新的技术挑战,并对中国未来超算应用生态和算力基础设施建设提出了展望。 展开更多
关键词 高性能计算 基础设施 网格计算 CNGrid 东数西算
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电子显微三维重构技术发展与前沿 被引量:18
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作者 张凯 张艳 +2 位作者 胡仲军 季刚 孙飞 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期533-559,共27页
本文对电子显微三维重构技术(也称电镜三维重构,electron microscopy 3D reconstruction)进行简要介绍,并在此基础上对该技术当前研究的发展和前沿进行综述,包括高分辨率电镜三维重构、仪器设备性能突破、自动化数据收集和处理、高性能... 本文对电子显微三维重构技术(也称电镜三维重构,electron microscopy 3D reconstruction)进行简要介绍,并在此基础上对该技术当前研究的发展和前沿进行综述,包括高分辨率电镜三维重构、仪器设备性能突破、自动化数据收集和处理、高性能计算技术应用、二/三维图像处理技术的发展和创新、基于三维重构图的模型计算等方面,最后对电子显微三维重构技术的未来进行了展望。 展开更多
关键词 电子显微学 三维重构 自动化 高性能计算 图像处理 结构模建
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基于高性能计算平台的TensorFlow应用探索与实践 被引量:18
16
作者 王一超 韦建文 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第12期125-128,共4页
近年来,伴随着深度学习方法在人工智能领域中的广泛应用,在校级高性能计算平台上也产生了越来越多人工智能领域应用的计算需求。上海交通大学的超级计算机π充分利用GPU加速卡的硬件资源,率先在校级高性能计算平台上部署了多款主流深度... 近年来,伴随着深度学习方法在人工智能领域中的广泛应用,在校级高性能计算平台上也产生了越来越多人工智能领域应用的计算需求。上海交通大学的超级计算机π充分利用GPU加速卡的硬件资源,率先在校级高性能计算平台上部署了多款主流深度学习软件框架,如TensorFlow等,向校内用户提供面向深度学习应用的计算服务。将阐述在传统高性能计算平台上部署深度学习软件框架的探索与实践,并通过对图像识别领域Inception模型的训练实验,验证目前校级高性能计算平台对深度学习应用的支持效果。实验结果显示,交大π超算的模型训练性能与目前最新NVIDIA Minsky GPU工作站上的性能相当,可以充分支撑校内深度学习相关应用。 展开更多
关键词 高性能计算 深度学习 TensorFlow 图形处理器
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构建支撑科技创新的新一代计算基础设施 被引量:17
17
作者 钱德沛 《数据与计算发展前沿》 2020年第1期1-17,共17页
【背景】理论分析、实验观察与计算模拟是科学研究的三大手段。高性能计算作为一个国家综合国力的主要标志之一,具有重要的战略意义。【方法】本文从我国高性能计算机的研制、高性能计算机环境的建设以及计算应用的发展等方面,重点回顾... 【背景】理论分析、实验观察与计算模拟是科学研究的三大手段。高性能计算作为一个国家综合国力的主要标志之一,具有重要的战略意义。【方法】本文从我国高性能计算机的研制、高性能计算机环境的建设以及计算应用的发展等方面,重点回顾了我国高性能计算在过去20年的发展历程和取得的主要成就,进而对当前“十三五”期间我国对高性能计算重点研发项目的部署和进展进行介绍。【结论】并基于对当前高性能计算发展形势的分析,对加强新一代计算基础设施的建设以及应用的构建提出设想并展开讨论。 展开更多
关键词 高性能计算 计算基础设施 计算应用 软件基础平台
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高性能计算的发展 被引量:16
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作者 臧大伟 曹政 孙凝晖 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第14期22-28,共7页
继理论科学和实验科学之后,高性能计算成为人类科学研究的第三大范式。作为科技创新的重要手段,高性能计算广泛应用于核爆模拟、天气预报、工程计算等众多领域,是当代科技竞争的战略制高点,集中体现一个国家的综合实力。本文介绍高性能... 继理论科学和实验科学之后,高性能计算成为人类科学研究的第三大范式。作为科技创新的重要手段,高性能计算广泛应用于核爆模拟、天气预报、工程计算等众多领域,是当代科技竞争的战略制高点,集中体现一个国家的综合实力。本文介绍高性能计算发展的历史和现状,分析当前高性能计算所面临的问题和挑战,探讨高性能计算未来的发展方向。 展开更多
关键词 高性能计算 高性能计算机 高性能计算市场
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高性能计算技术在气象部门的应用 被引量:17
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作者 王彬 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第4期1476-1479,共4页
针对气象领域对超级计算能力的强劲需求,介绍了高性能计算技术概括与发展动态,分别从国外和国内两个角度分析了气象部门高性能计算技术应用情况和技术特点,指出高性能计算系统是中国气象信息系统的核心组成部分之一,并着重展望了中国气... 针对气象领域对超级计算能力的强劲需求,介绍了高性能计算技术概括与发展动态,分别从国外和国内两个角度分析了气象部门高性能计算技术应用情况和技术特点,指出高性能计算系统是中国气象信息系统的核心组成部分之一,并着重展望了中国气象部门高性能计算应用趋势,提出未来高性能计算技术将与气象预报应用将日益融合,不断创新发展。 展开更多
关键词 高性能计算 气象部门 应用 气象数值模式 超级计算机
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面向高性能计算的众核处理器结构级高能效技术 被引量:17
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作者 郑方 张昆 +7 位作者 邬贵明 高红光 唐勇 吕晖 过锋 李宏亮 谢向辉 陈左宁 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2176-2186,共11页
随着半导体技术的进步,众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.而要构建未来高性能计算系统,处理器必须突破严峻的"能耗墙"挑战.文中以一款自主众核处理器DFMC原型为基础,首先对其在典型负载下的能耗分布进行了分析,结合该... 随着半导体技术的进步,众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.而要构建未来高性能计算系统,处理器必须突破严峻的"能耗墙"挑战.文中以一款自主众核处理器DFMC原型为基础,首先对其在典型负载下的能耗分布进行了分析,结合该处理器的具体结构,提出了基于指令窗口的指令缓冲、操作数锁存两种结构级能效优化技术,探索了能效优先的浮点部件设计方法.实验表明,通过上述技术可以降低处理器取指和译码能耗约50%、寄存器文件能耗11.2%和浮点部件能耗17.6%,最终全芯片降低能耗约14.7%.在该文所述实验环境下,作者还进行了DFMC原型的双精度矩阵乘(DGEMM)性能功耗比测试,并与NVIDIA公司的Kepler K20GPU进行了对比. 展开更多
关键词 众核处理器 结构优化 能效 高性能计算
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