[发明专利]HPC系统以及基于HPC系统的动态分派任务的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算技术领域，尤其涉及高性能计算机系统以及该系统实现动态分派任务的方法。

背景技术

高性能计算机(HPC)指通常使用很多处理器作为单个机器的一部分或者某一集群中组织的几台计算机作为单个计算资源操作的计算系统和环境。高性能计算一直以来占据高端市场，中小企业和个人也有高性能计算需求，但是不能负担高性能计算机庞大的体积和昂贵的价格。

多核处理器是高性能计算的天生载体。由中科院计算所自主研发的龙芯处理器，是21世纪处理器家族中的一颗新星。龙芯自问世以来，以它低廉的价位，超低的功耗，多核的高性能迅速扩展了他的应用市场。本专利使用龙芯3A处理器，有4个核心，采用MIPS精简指令集。在架构上，可与主流的X86处理器相媲美。

由于传统的HPC具有体积庞大，耗电量多，计算能力达到千万亿次，一般适用于天气预报、地理数据采集，军事国防等大型的国家级或者世界级应用。传统的HPC显然不适于个人或者中小型企业拥有，但是他们依然有一些大量计算的需求。例如，公司财务计算、人体参数指标分析等应用。针对于小型的高性能计算，无论在国内还是在国际上仍是一片空白。移动HPC系统是针对于解决这一问题而产生的一种技术。

移动HPC主要应用于教育、企事业单位和个人。移动HPC的特点是：体积小、耗电少、适合携带、使用简单。移动HPC将高性能计算普及到个人桌面。本专利所述的移动HPC由一个或者几个基于龙芯处理器构建的节点组成。由于龙芯处理器具有超低功耗、计算速度快的特点，在进行大量计算的时候使用龙芯处理器，可为绿色低碳环保生活贡献一份力量。用户可以使用笔记本电脑或者PC机通过网线访问移动HPC运行环境

移动HPC系统是一种新生的产物，如何提高移动HPC系统的开发/使用效率是一个急需解决得问题，本专利提出了一种动态分派任务方法，可以有效提高移动HPC系统的开发/使用效率。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种高性能计算机系统以及该系统动态分派任务的计算方法，该方法基于龙芯处理器、Linux操作系统、视窗操作系统，能够动态级联运算节点从而满足用户不同计算速度的需求并降低系统管理的复杂度、提高任务的执行速度、降低功耗、提高资源的利用率。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于移动HPC的系统，其特征在于，包括：

一个后端加速节点或者多个相互连接的后端加速节点；

用户终端节点，其用于安装操作系统；

用户界面，其安装在用户端节点中的操作系统中，用于为用户提供操作界面；

主控模块，布置在用户端节点上用于接受用户的操作请求，对任务类型进行判断，切分，分发，汇总；

广播模块，布置在每个后端加速节点上用于广播每个后端加速节点的IP地址和连接端口；

计算模块，布置在每个后端加速节点上用于接受用户终端上的主控模块发来的任务并执行任务后返回结果给用户终端。

所述后端加速节点是由一片低功耗通用处理器、2片DDR2内存、北桥模块、2个GBIC模块、一片快闪只读存储器、BIOS模块组成的硬件系统，其中所述快闪只读存储器中烧写了精简过的Linux内核。

所述低功耗通用处理器为龙芯3A通用处理器。

所述主控模块中的一部分已经被写成模板，另一部分因应用程序而改变。

所述的计算模块为Daemon模块装置，该计算模块一部分已经被写成模板，另一部分因应用程序而改变。

所述用户端节点为X86架构，其用于配置视窗操作系统。

为实现本发明目的还提供了一种基于移动HPC系统的动态分派任务的方法，其特征在于，包括：

步骤1：用户开启后端加速节点；

步骤2：后端加速节点上的Diso模块装置和Daemon模块装置在节点加电后自动运行；

步骤3：用户终端通过接收后端加速节点Diso模块装置发来的广播包，与后端加速节点建立连接，用户终端配置IP地址与后端加速节点在同一网段；

步骤4：用户终端的用户界面与主控模块交互，生成任务；

步骤5：主控模块根据任务的类型，后端节点的个数和CPU核数切分子任务，并将子任务通过通信协议栈打包发送到后端加速节点进行计算；

步骤6：后端加速节点通过Daemon模块装置计算后将子任务计算结果按照通信协议栈打包发给用户终端的主控模块；

步骤7：主控模块收到子任务的结果后，将子任务结果整合形成最终的结果，通知用户界面；

步骤8：用户界面显示结果。