并行计算：Myrinet与标准互联网络在高性能计算中的角色

标准互联网络，作为并行计算中的关键组成部分，是实现计算机机群间高效通信和协作的核心技术。Myrinet由Myricom公司开发，是一个专为构建高性能计算系统而设计的千兆位包交换网络。其设计灵感来源于加州理工学院的多计算机技术和南加州大学的ATOMIC/LAN技术，它支持灵活的拓扑结构，不限于传统的网孔或规则布局，允许用户自定义网络配置。 在数据链路层，Myrinet采用可变长度的数据包格式，提供流控制和错误检测功能，同时采用切通选路法和定制的可编程主机接口，确保了数据传输的稳定性和效率。物理层方面，Myrinet采用全双工SAN链路，最远可达3米，其最高传输速率可达2.56 Gbps，这在当时是一个非常先进的水平，尤其对于高性能计算集群而言。 Myrinet交换机提供了多个端口选项，如8, 12, 或16端口，满足不同规模系统的连接需求。而主机接口则采用了一种称为LANai的定制VLSI处理器，它内置了Myrinet接口、包处理能力、DMA引擎以及高速缓存，这些特性使得主机能无缝接入Myrinet网络，提高计算性能。 在并行计算课程中，标准互联网络是教学的重要内容之一。课程大纲涵盖了广泛的主题，如并行计算机系统及其结构模型，当代并行机系统的分类（如SMP、MPP和Cluster），性能评测方法，以及并行算法的设计与实现。具体到并行数值算法部分，涉及了基础通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换等核心话题。此外，课程还讲解了并行程序设计，包括共享存储系统编程、分布存储系统并行编程以及并行程序设计环境和工具。 在并行计算机系统结构中，学生会学习到并行计算的定义，它如何与计算科学相互关联，以及当代科学研究和工程应用对计算性能的需求。系统互连是关键环节，区分了静态和动态网络，以及标准互联网络在其中的角色。并行计算机结构模型则是理解并行计算硬件如何协同工作的基础。 标准互联网络是并行计算教学中的核心知识点，它不仅介绍了高效的网络架构，还在实际的并行计算体系中扮演着不可或缺的角色，是实现高性能计算任务的关键支撑。通过学习这一系列内容，学生能够掌握并行计算系统的设计、优化和编程技巧，为解决复杂的科学与工程问题提供技术支持。