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清华大学计算机系高性能计算研究所

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 C h r o m e F i r e f o x O p e r a E d g e E n g l i s h 清 华 大 学 高 性 能 所 概 况 师 资 队 伍 科 学 研 究 清 华 大 学 计 算 机 系 高 性 能 计 算 研 究 所 以 高 性 能 、 高 并 发 、 大 数 据 处 理 为 特 点 的 新 型 计 算 机 体 系 结 构 已 成 为 现 代 社 会 信 息 处 理 基 础 设 施 的 关 键 基 石 ， 高 性 能 计 算 技 术 研 究 所 的 学 科 方 向 即 为 计 算 机 系 统 结 构 ， 包 括 高 性 能 计 算 、 大 数 据 处 理 、 网 络 存 储 系 统 、 处 理 器 体 系 结 构 等 。 
 现 有 教 师 2 0 人 ， 在 相 关 领 域 的 世 界 重 要 学 术 会 议 （ 包 括 M I C R O ， F A S T ， S C ， P P o P P ， P L D I , H P D C , E U R O S Y S , L I S A ， I P D P S 等 ） 及 期 刊 上 有 大 量 成 果 发 表 , 并 已 获 国 家 科 技 进 步 奖 一 等 奖 一 次 、 二 等 奖 二 次 ， 部 级 一 等 奖 二 次 、 二 等 奖 三 次 等 多 项 奖 励 。 
 主 要 研 究 方 向 1 ) 面 向 科 学 计 算 以 及 工 程 需 要 的 计 算 机 系 统 高 性 能 计 算 软 件 与 工 具 研 发 处 理 器 微 体 系 结 构 研 究 网 格 计 算 技 术 计 算 机 系 统 评 测 技 术 2 ) 以 数 据 为 中 心 的 计 算 系 统 存 储 系 统 云 计 算 系 统 移 动 计 算 系 统 代 表 性 研 究 成 果 面 向 地 球 系 统 模 式 的 高 性 能 计 算 系 统 地 球 系 统 模 式 是 理 解 过 去 气 候 与 环 境 演 变 机 理 、 预 估 未 来 潜 在 全 球 变 化 情 景 的 重 要 工 具 。 
 针 对 地 球 系 统 模 式 的 关 键 模 块 — — 大 气 模 式 与 天 气 预 报 系 统 ， 分 别 研 制 了 面 向 大 规 模 异 构 系 统 的 可 扩 展 并 行 算 法 以 及 定 制 处 理 器 。 
 大 气 模 式 核 心 计 算 模 块 的 可 扩 展 并 行 算 法 在 天 河 2 超 级 计 算 机 上 的 测 试 显 示 ， 该 算 法 可 有 效 扩 展 到 6 0 0 0 节 点 以 上 ； 最 大 测 试 案 例 在 1 . 7 百 万 个 核 上 获 得 7 7 % 的 并 行 效 率 ； 峰 值 性 能 达 到 1 . 7 4 P F l o p s ， 为 大 气 模 拟 相 关 应 用 有 效 使 用 当 前 主 流 的 超 大 规 模 异 构 计 算 系 统 提 供 了 示 范 。 
 同 时 研 究 开 发 了 针 对 天 气 预 报 系 统 定 制 的 定 制 处 理 器 设 计 及 其 F P G A 原 型 ， 性 能 是 同 工 艺 通 用 多 核 处 理 器 的 2 . 3 倍 ， 而 功 耗 仅 为 其 1 2 % ， 大 幅 提 升 了 该 关 键 领 域 应 用 的 计 算 效 能 。 
 相 关 工 作 已 发 表 于 并 行 计 算 领 域 国 际 重 要 会 议 和 期 刊 （ A C M S I G P L A N S y m p o s i u m o n P r i n c i p l e s a n d P r a c t i c e o f P a r a l l e l P r o g r a m m i n g ( P P o P P 2 0 1 3 ) 、 I E E E I n t e r n a t i o n a l P a r a l l e l & D i s t r i b u t e d P r o c e s s i n g ( I P D P S 2 0 1 4 ) 和 I E E E T r a n s a c t i o n s o n C o m p u t e r s ） 。 
 海 量 信 息 存 储 系 统 及 其 应 用 存 储 始 终 是 计 算 机 系 统 的 性 能 瓶 颈 所 在 。 
 随 着 大 数 据 的 产 生 及 云 存 储 服 务 的 发 展 ， 存 储 已 成 为 关 系 到 国 计 民 生 和 国 家 战 略 安 全 的 关 键 信 息 基 础 设 施 之 一 。 
 在 信 息 存 储 系 统 及 其 关 键 技 术 方 面 开 展 了 大 量 研 究 工 作 ， 研 制 出 了 可 扩 展 高 性 能 海 量 存 储 网 络 系 统 T H M S N S 及 其 大 规 模 存 储 虚 拟 化 软 件 （ 分 布 式 虚 拟 化 软 件 T H D V S M 、 带 内 虚 拟 化 软 件 T H A X U M 、 带 外 虚 拟 化 软 件 T H V S M ） 、 存 储 并 行 文 件 系 统 R e d b u d 、 云 存 储 安 全 系 统 C o r s l e t 、 分 级 存 储 系 统 A I P 、 闪 存 文 件 系 统 O F S S 、 面 向 N V M 的 分 布 式 存 储 系 统 等 ， 在 公 安 、 审 计 、 通 讯 、 油 田 、 高 校 等 部 门 或 行 业 推 广 应 用 了 百 余 套 ， 并 在 包 括 F A S T 、 M I C R O 、 D S N 、 I P D P S 、 M S S T 、 S R D S 、 I C C D 等 存 储 领 域 重 要 国 际 会 议 和 I E E E / A C M T r a n s . 权 威 国 家 期 刊 上 发 表 近 百 篇 学 术 论 文 ， 获 国 家 科 技 进 步 二 等 奖 等 。 
 云 计 算 与 存 储 系 统 云 计 算 环 境 主 要 包 括 云 存 储 系 统 M o r p h 、 虚 拟 计 算 系 统 N o v a 、 软 件 按 需 使 用 系 统 D e s k t o p 2 G o 等 。 
 云 存 储 系 统 M o r p h 采 用 面 向 共 享 的 可 自 调 整 适 配 的 云 存 储 系 统 架 构 ， 提 出 了 基 于 策 略 定 制 的 主 机 集 群 数 据 中 心 三 个 层 级 的 扩 展 方 法 、 与 社 区 共 享 管 控 相 匹 配 的 多 根 多 版 本 文 件 管 理 方 式 以 及 数 据 的 挂 载 使 用 机 制 等 ， 方 便 了 大 型 企 事 业 单 位 自 建 自 管 云 存 储 系 统 以 及 用 户 本 地 化 即 时 使 用 T B 、 乃 至 P B 级 数 据 的 需 求 。 
 清 华 云 存 储 系 统 架 构 图 虚 拟 计 算 系 统 N o v a 旨 在 突 破 硬 件 和 软 件 物 理 环 境 的 约 束 ， 为 用 户 按 需 提 供 隔 离 的 、 完 全 可 控 的 虚 拟 计 算 环 境 来 满 足 他 们 的 个 性 化 计 算 要 求 。 
 它 实 现 了 从 “ 程 序 适 应 环 境 ” 到 “ 环 境 适 应 程 序 ” 的 转 变 ， 体 现 了 云 计 算 以 用 户 为 中 心 的 服 务 理 念 。 
 清 华 大 学 虚 拟 计 算 环 境 N o v a 系 统 D e s k t o p 2 G o 在 国 际 上 较 早 提 出 运 行 环 境 与 存 储 位 置 相 分 离 的 分 布 式 软 件 架 构 与 云 端 融 合 使 用 模 式 ， 基 于 应 用 层 虚 拟 化 技 术 ， 将 现 有 软 件 转 化 为 网 络 服 务 ， 从 而 能 够 有 效 实 现 云 计 算 模 式 与 现 有 桌 面 软 件 的 兼 容 ， 虚 拟 化 引 入 的 性 能 损 失 不 到 1 % 。 
 清 华 大 学 云 计 算 环 境 相 关 技 术 和 系 统 已 经 在 项 目 成 果 已 在 广 东 联 通 、 华 为 、 中 兴 、 中 石 油 等 2 0 多 家 企 事 业 单 位 和 中 科 院 、 北 京 大 学 等 5 0 所 大 陆 科 研 院 所 以 及 台 湾 新 竹 清 华 大 学 得 到 应 用 ， 并 被 作 为 特 色 平 台 （ f e a t u r e d p l a t f o r m ） 被 美 国 的 C l o u d B o o k （ w w w . c l o u d b o o k . n e t ） 网 站 收 录 ， 这 是 来 自 中 国 的 唯 一 系 统 。 
 数 据 密 集 型 计 算 与 处 理 系 统 大 数 据 已 经 成 为 科 学 发 现 、 经 济 和 社 会 发 展 的 重 要 工 具 。 
 与 传 统 计 算 密 集 型 的 科 学 与 工 程 计 算 不 同 ， 大 数 据 应 用 多 为 数 据 密 集 型 。 
 我 们 从 应 用 优 化 、 系 统 软 件 支 持 和 硬 件 支 持 等 多 个 层 次 开 展 了 研 究 工 作 。 
 研 制 了 支 持 时 序 图 的 并 行 计 算 系 统 C h r o n u s ； 研 制 了 在 单 机 图 处 理 系 统 G r i d G r a p h ， 在 单 个 服 务 器 结 点 上 的 处 理 性 能 优 于 国 际 流 行 系 统 在 6 4 个 结 点 上 的 性 能 ； 研 制 了 交 互 式 社 交 网 络 分 析 系 统 A c o l y t e ， 能 够 对 T B 级 的 图 进 行 交 互 式 分 析 和 可 视 化 展 现 。 
 研 制 了 面 向 数 据 密 集 型 计 算 的 定 制 C P U 。 
 相 关 成 果 已 应 用 于 中 国 移 动 、 中 国 联 通 、 捷 通 华 声 等 公 司 。 
 在 E u r o S y s ， O O P S L A ， S C 等 系 统 领 域 重 要 会 议 上 发 表 论 文 多 篇 。 
 全 过 程 计 算 机 系 统 评 测 高 性 能 计 算 机 对 我 国 的 国 防 安 全 与 科 技 进 步 具 有 重 要 意 义 。 
 国 家 投 入 巨 资 建 设 高 性 能 计 算 机 ， 设 计 建 造 时 间 可 长 达 数 年 。 
 如 何 保 证 投 入 巨 资 建 设 的 高 性 能 计 算 机 满 足 用 户 的 需 求 是 一 个 亟 待 解 决 的 问 题 。 
 我 们 提 出 并 实 现 了 一 套 对 高 性 能 机 的 设 计 、 实 现 、 部 署 及 验 收 等 各 阶 段 进 行 全 过 程 评 测 的 方 法 ， 包 括 ： 在 设 计 阶 段 对 设 计 方 案 进 行 验 证 和 性 能 模 拟 及 预 测 ； 在 实 现 阶 段 对 各 环 节 进 行 监 督 和 阶 段 性 模 块 测 试 ， 确 保 系 统 设 计 的 有 效 实 施 ； 在 验 收 阶 段 ， 对 硬 件 及 业 务 系 统 进 行 完 整 的 功 能 和 性 能 测 试 ； 在 部 署 阶 段 ， 对 系 统 进 行 周 期 性 体 检 式 测 试 ， 确 保 系 统 健 康 。 
 开 发 出 一 整 套 全 过 程 评 测 程 序 ， 自 2 0 0 4 年 始 至 今 ， 已 对 包 括 国 内 民 用 领 域 最 高 性 能 的 若 干 套 百 万 亿 次 机 、 4 0 余 个 大 型 高 性 能 计 算 系 统 进 行 评 测 。 
 所 测 系 统 上 运 行 的 业 务 应 用 涉 及 电 信 、 公 安 、 石 油 、 气 象 、 制 药 、 教 育 等 重 要 行 业 ， 通 过 测 试 避 免 了 巨 大 损 失 ， 尤 其 对 保 障 我 国 网 络 信 息 安 全 发 挥 了 重 要 作 用 。 
 申 请 或 授 权 专 利 7 项 ， 并 在 S C / P P o P P / I C S 等 并 行 处 理 领 域 国 际 顶 级 会 议 论 文 发 表 论 文 1 0 余 篇 ， 获 部 级 科 技 一 等 奖 两 项 。 
 最 新 资 讯 更 多 + 计 算 机 系 高 性 能 所 召 开 人 工 智 能 时 代 的 计 算 机 系 统 研 讨 会 2 0 2 4 0 7 0 3 人 工 智 能 时 代 的 计 算 机 体 系 结 构 、 计 算 系 统 和 高 性 能 计 算 挑 战 与 发 展 研 讨 会 2 0 2 4 0 6 2 6 友 情 链 接 清 华 大 学 清 华 大 学 计 算 机 系 国 家 超 级 计 算 无 锡 中 心 清 华 大 学 高 性 能 计 算 中 心 地 址 ： 北 京 市 海 淀 区 双 清 路 3 0 号 清 华 大 学     1 0 0 0 8 4 本 科 招 生 电 话 ： 0 1 0 6 2 7 7 0 3 3 4     硕 士 招 生 电 话 ： 0 1 0 6 2 7 8 2 1 9 2 C o p y r i g h t   2 0 1 0 ~ 2 0 2 1 清 华 大 学 A l l R i g h t s R e s e r v e d . 微 信 公 众 号

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