MATLAB 科学计算工作站及集群配置方案

MATLAB科学计算工作站及集群配置方案CBSi中国·ZOL2012年02月22日00:53评论(1)一．MATLAB应用软件介绍MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而不断深化对问题认识，更多提升MATLAB产品应用范围。MATLAB产品广泛应用于各个行业,典型应用:PIC1数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图PIC2控制系统的设计与仿真PIC3数字图像处理PIC4通讯系统设计与仿真PIC4财务与金融工程二．MATLAB并行计算功能特点与硬件配置分析随着科学计算的应用面扩大和深入,MATLAB的计算量越来越大,同时基于X86架构计算机多核并行计算技术成熟,MATLAB通过支持并行计算工具箱和分布式集群计算方式，完美借助多核架构的图形工作站和分布式集群的并行计算，大幅提升科学计算的效能。2.1MATLAB的并行计算介绍对工作站的并行计算支持MATLAB利用ParallelComputingToolbox，可以使用多核处理器、GPU以及计算机集群来解决运算和数据密集型问题。循环并行化(parallelfor-loops)、特殊数组类型以及并行数值算法等高级结构让您实现MATLAB应用程序的并行化，而无需进行CUDA或MPI编程。可以使用Simulink工具箱并行运行一个模型的多个仿真。工具箱提供用于在多核台式机上本地执行应用程序的12个worker（MATLAB计算引擎）。无需更改代码，对分布式集群并行科学计算支持借助MATLABDistributedComputingServer在计算机集群或网格计算服务上运行同一个应用程序。此外，还可以交互式执行或在成批执行并行应用程序。主要功能循环并行化(parfor)-用于在多处理器上并行运行任务的算法支持启用了CUDA的NVIDIAGPU可在一个多核桌面上本地运行十二个worker通过MATLABDistributedComputingServer可支持计算机集群和网格并行应用程序的交互和批量执行分布式数组和单程序多数据(spmd)结构-用于大型数据集处理和数据并行算法2.2工作站硬件配置与科学计算分解矩阵式求解代数方程组过程中,矩阵规模的大小涉及到占用内存的多少,数据量和算法涉及到CPU的核数和频率，数据存储和读取对矩阵存储的硬盘io有要求，在很大程度上影响了计算的速度.是加速矩量法计算的关键，典型计算机配置的每一个配件对MATLAB性能有不同表现。CPU有更多CPU核的计算机比和数量少的有更好的表现,但是结果随着MATLAB应用而不同，MATLAB自动使用多线程,在很多MATLAB应用中,以探索自然并行，但是不是所有MATLAB功能都是多线程的,加速随着算法有所不同,作为可选能力,ParallelComputingToolbox提供并行程序结构，更多直接覆盖计算机多核，虚拟核很明显改善整个系统的性能，但是它对MATLAB应用的性能表现影响很小内存内存容量在计算过程承载数据计算过程所有中间数据保存，如果存储容量不够，就会出现数据溢出，计算无法继续，不同数据量的求解对内存有一定要求，内存容量、CPU-内存通道数目、内存的频率都是对计算影响的，目前CPU规格对内存方面资料：1.基于intelXeonE3处理器工作站架构，内存最大到32GB、支持最新256位指令集，支持双通道架构2.基于intelXeon5600处理器工作站架构，内存容量达到384GB，支持6通道架构，支持DDR3-1333规格3.基于Opteron6200处理器工作站架构，内容容量达到256GB，支持8通道架构，支持DDR3-1333规格4.即将到来的intelXeonE52600处理器工作站架构，内存容量达到768GB，支持8通道硬盘硬盘io带宽涉及数据读写和虚拟内存的性能，对于数据密集型计算和大型图像处理，硬盘容量和带宽极其重要，目前硬盘规格SATA（7.2K）单盘最大2TB，SAS（15K）单盘最大900GB。图卡目前仅限支持NvidiaCUDA架构为主，MATLAB图形渲染靠的是CPU不是GPU，图卡主要正常的图形显示和支持GPU架构的并行计算应用，这种GPU并行计算主要是图像处理方面，需要安装ParallelComputingToolbox。2.3工作站配置原则1.内存配置：通常，矩阵计算的数据量和内存比例1:3，例如2GB数据，内存建议6GB以上。2.CPU配置：内存确定后，一般和CPU核数比例是4:1，例如：16GB内存以内，CPU用单颗4核.3.图卡配置，如果是基于图像处理应用，主板提供支持1~4块GPU计算，保证足够的数据量，其他方面，推荐Quadro600，或Quadro2000满足应用要求.4.硬盘配置对于数据量规模小的应用，SATA接口就可以，如果数据量大，硬盘容量和转速相应提升，读写带宽也就越大，如数据量非常大，高速硬盘加高性能阵列，提升硬盘io带宽三．MATLAB科学计算工作站与集群配置方案XASUN是当今市场唯一能提供塔式、超级、机架、便携、特种等图形工作站全方面解决方案的品牌。拥有完整、完美、可靠、静音的高性能工作站全套产品系列，为行业用户在高性能计算、CAD/CAM/CAE、图形图像处理、虚拟仿真、三维动画、视频编辑等应用提供强劲、高效的定制专业级图形工作站。XASUN将MATLAB应用软件结合最新计算机硬件技术,基于数据量规模和软件应用特点划分配置方案，从而达到合理高效能完成科学计算。科学计算工作站及分布式集群方案划分:1.小规模科学计算解决方案参考配置：方案1入门级图形工作站提供四核CPU架构的计算解决方案型号XASUNT313316-T1AA方案2高性价比图形工作站提供8核CPU架构的计算解决方案型号XASUNT522548-A16B2.中规模科学计算解决方案定位于数据量在10~30GB以内科学计算规模,支持8个~12个worker运算,支持GPU架构扩展.参考配置：方案3全能型图形工作站提供12核CPU架构的计算解决方案型号XASUNT523164-A41RT1AB方案4图形图像型工作站提供基于CPU+GPU架构的计算解决方案型号XASUNT522748-A4ARC3.大规模科学计算解决方案定位于数据量在30~70GB以内科学计算规模,支持12个worker运算,支持双GPU架构并行计算扩展，配备海量高速硬盘。方案5超级图形工作站提供基于超强CPU+GPU+高IO的计算解决方案型号XASUNEX5235192-A89RE4.超大规模科学计算解决方案定位:数据量在100GB以上科学计算规模方案6分布式集群系统提供多机架构的分布式计算解决方案参考配置方案咨询：北京太阳HPC应用中心电话：400-705-6800原文地址:相关阅读：·性价比出众联想ThinkStationE31促销·权威ISV认证联想ThinkStationS30促销·更具诱惑力！联想E31工作站仅5500元·高性能移动体验惠普8770w售21000元·全能配置惠普Z820双路工作站售47600元