MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門(mén)以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用MATLAB產(chǎn)品的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對(duì)MATLAB的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而不斷深化對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)，更多提升MATLAB產(chǎn)品應(yīng)用范圍。

MATLAB產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),典型應(yīng)用:

PIC1數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖

PIC2控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

PIC3數(shù)字圖像處理

PIC4通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

PIC4財(cái)務(wù)與金融工程

二．MATLAB并行計(jì)算功能特點(diǎn)與硬件配置分析

隨著科學(xué)計(jì)算的應(yīng)用面擴(kuò)大和深入,MATLAB的計(jì)算量越來(lái)越大,同時(shí)基于X86架構(gòu)計(jì)算機(jī)多核并行計(jì)算技術(shù)成熟,MATLAB通過(guò)支持并行計(jì)算工具箱和分布式集群計(jì)算方式，完美借助多核架構(gòu)的圖形工作站和分布式集群的并行計(jì)算，大幅提升科學(xué)計(jì)算的效能。

2.1MATLAB的并行計(jì)算介紹

對(duì)工作站的并行計(jì)算支持

MATLAB利用ParallelComputingToolbox，可以使用多核處理器、GPU以及計(jì)算機(jī)集群來(lái)解決運(yùn)算和數(shù)據(jù)密集型問(wèn)題。循環(huán)并行化(parallelfor-loops)、特殊數(shù)組類型以及并行數(shù)值算法等高級(jí)結(jié)構(gòu)讓您實(shí)現(xiàn)MATLAB應(yīng)用程序的并行化，而無(wú)需進(jìn)行CUDA或MPI編程。可以使用Simulink工具箱并行運(yùn)行一個(gè)模型的多個(gè)仿真。

工具箱提供用于在多核臺(tái)式機(jī)上本地執(zhí)行應(yīng)用程序的12個(gè)worker(MATLAB計(jì)算引擎)。無(wú)需更改代碼，

對(duì)分布式集群并行科學(xué)計(jì)算支持

借助MATLABDistributedComputingServer在計(jì)算機(jī)集群或網(wǎng)格計(jì)算服務(wù)上運(yùn)行同一個(gè)應(yīng)用程序。此外，還可以交互式執(zhí)行或在成批執(zhí)行并行應(yīng)用程序。

主要功能

循環(huán)并行化(parfor)-用于在多處理器上并行運(yùn)行任務(wù)的算法

支持啟用了CUDA的NVIDIAGPU

可在一個(gè)多核桌面上本地運(yùn)行十二個(gè)worker

通過(guò)MATLABDistributedComputingServer可支持計(jì)算機(jī)集群和網(wǎng)格

并行應(yīng)用程序的交互和批量執(zhí)行

分布式數(shù)組和單程序多數(shù)據(jù)(spmd)結(jié)構(gòu)-用于大型數(shù)據(jù)集處理和數(shù)據(jù)并行算法

2.2工作站硬件配置與科學(xué)計(jì)算分解

矩陣式求解代數(shù)方程組過(guò)程中,矩陣規(guī)模的大小涉及到占用內(nèi)存的多少,數(shù)據(jù)量和算法涉及到CPU的核數(shù)和頻率，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取對(duì)矩陣存儲(chǔ)的硬盤(pán)io有要求，在很大程度上影響了計(jì)算的速度.是加速矩量法計(jì)算的關(guān)鍵，典型計(jì)算機(jī)配置的每一個(gè)配件對(duì)MATLAB性能有不同表現(xiàn)。

CPU有更多CPU核的計(jì)算機(jī)比和數(shù)量少的有更好的表現(xiàn),但是結(jié)果隨著MATLAB應(yīng)用而不同，MATLAB自動(dòng)使用多線程,在很多MATLAB應(yīng)用中,以探索自然并行，但是不是所有MATLAB功能都是多線程的,加速隨著算法有所不同,作為可選能力,ParallelComputingToolbox提供并行程序結(jié)構(gòu)，更多直接覆蓋計(jì)算機(jī)多核，虛擬核很明顯改善整個(gè)系統(tǒng)的性能，但是它對(duì)MATLAB應(yīng)用的性能表現(xiàn)影響很小

內(nèi)存內(nèi)存容量在計(jì)算過(guò)程承載數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程所有中間數(shù)據(jù)保存，如果存儲(chǔ)容量不夠，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出，計(jì)算無(wú)法繼續(xù)，不同數(shù)據(jù)量的求解對(duì)內(nèi)存有一定要求，內(nèi)存容量、CPU-內(nèi)存通道數(shù)目、內(nèi)存的頻率都是對(duì)計(jì)算影響的，目前CPU規(guī)格對(duì)內(nèi)存方面資料：

1.基于intelXeonE3處理器工作站架構(gòu)，內(nèi)存最大到32GB、支持最新256位指令集，支持雙通道架構(gòu)

2.基于intelXeon5600處理器工作站架構(gòu)，內(nèi)存容量達(dá)到384GB，支持6通道架構(gòu)，支持DDR3-1333規(guī)格

3.基于Opteron6200處理器工作站架構(gòu)，內(nèi)容容量達(dá)到256GB，支持8通道架構(gòu)，支持DDR3-1333規(guī)格

4.即將到來(lái)的intelXeonE52600處理器工作站架構(gòu)，內(nèi)存容量達(dá)到768GB，支持8通道

硬盤(pán)硬盤(pán)io帶寬涉及數(shù)據(jù)讀寫(xiě)和虛擬內(nèi)存的性能，對(duì)于數(shù)據(jù)密集型計(jì)算和大型圖像處理，硬盤(pán)容量和帶寬極其重要，目前硬盤(pán)規(guī)格SATA(7.2K)單盤(pán)最大2TB，SAS(15K)單盤(pán)最大900GB。

圖卡目前僅限支持NvidiaCUDA架構(gòu)為主，MATLAB圖形渲染靠的是CPU不是GPU，圖卡主要正常的圖形顯示和支持GPU架構(gòu)的并行計(jì)算應(yīng)用，這種GPU并

行計(jì)算主要是圖像處理方面，需要安裝ParallelComputingToolbox。

2.3工作站配置原則

1.內(nèi)存配置：通常，矩陣計(jì)算的數(shù)據(jù)量和內(nèi)存比例1:3，例如2GB數(shù)據(jù)，內(nèi)存建議6GB以上。

2.CPU配置：內(nèi)存確定后，一般和CPU核數(shù)比例是4:1，例如：16GB內(nèi)存以內(nèi)，

CPU用單顆4核.

3.圖卡配置，如果是基于圖像處理應(yīng)用，主板提供支持1~4塊GPU計(jì)算，保證足夠的數(shù)據(jù)量，其他方面，推薦Quadro600，或Quadro2000滿足應(yīng)用要求.

4.硬盤(pán)配置對(duì)于數(shù)據(jù)量規(guī)模小的應(yīng)用，SATA接口就可以，如果數(shù)據(jù)量大，硬盤(pán)容量和轉(zhuǎn)速相應(yīng)提升，讀寫(xiě)帶寬也就越大，如數(shù)據(jù)量非常大，高速硬盤(pán)加高性能陣列，提升硬盤(pán)io帶寬

三．MATLAB科學(xué)計(jì)算工作站與集群配置方案

XASUN是當(dāng)今市場(chǎng)唯一能提供塔式、超級(jí)、機(jī)架、便攜、特種等圖形工作站全方面解決方案的品牌。擁有完整、完美、可靠、靜音的高性能工作站全套產(chǎn)品系列，為行業(yè)用戶在高性能計(jì)算、CAD/CAM/CAE、圖形圖像處理、虛擬仿真、三維動(dòng)畫(huà)、視頻編輯等應(yīng)用提供強(qiáng)勁、高效的定制專業(yè)級(jí)圖形工作站。

XASUN將MATLAB應(yīng)用軟件結(jié)合最新計(jì)算機(jī)硬件技術(shù),基于數(shù)據(jù)量規(guī)模和軟件應(yīng)用特點(diǎn)劃分配置方案，從而達(dá)到合理高效能完成科學(xué)計(jì)算。

科學(xué)計(jì)算工作站及分布式集群方案劃分:

1.小規(guī)模科學(xué)計(jì)算解決方案

參考配置：

方案1 入門(mén)級(jí)圖形工作站

提供四核CPU架構(gòu)的計(jì)算解決方案

型號(hào)XASUNT313316-T1AA

方案2 高性價(jià)比圖形工作站

提供8核CPU架構(gòu)的計(jì)算解決方案

型號(hào)XASUNT522548-A16B

2.中規(guī)模科學(xué)計(jì)算解決方案

定位于數(shù)據(jù)量在10~30GB以內(nèi)科學(xué)計(jì)算規(guī)模,支持8個(gè)~12個(gè)worker運(yùn)算,支持

GPU架構(gòu)擴(kuò)展.

參考配置：

方案3 全能型圖形工作站

提供12核CPU架構(gòu)的計(jì)算解決方案型號(hào)XASUNT523164-A41RT1AB

方案4 圖形圖像型工作站

提供基于CPU+GPU架構(gòu)的計(jì)算解決方案型號(hào)XASUNT522748-A4ARC

3.大規(guī)模科學(xué)計(jì)算解決方案

定位于數(shù)據(jù)量在30~70GB以內(nèi)科學(xué)計(jì)算規(guī)模,支持12個(gè)worker運(yùn)算,支持雙GPU

架構(gòu)并行計(jì)算擴(kuò)展，配備海量高速硬盤(pán)。

方案5 超級(jí)圖形工作站

提供基于超強(qiáng)CPU+GPU+高IO的計(jì)算解決方案型號(hào)XASUNEX5235192-A89RE

4.超大規(guī)模科學(xué)計(jì)算解決方案

定位:數(shù)據(jù)量在100GB以上科學(xué)計(jì)算規(guī)模

方案6 分布式集群系統(tǒng)

提供多機(jī)架構(gòu)的分布式計(jì)算解決方案

參考配置

方案咨詢：

北京太陽(yáng)HPC應(yīng)用中心

電話：400-705-6800

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的matlab 集群搭建,MATLAB 科学计算工作站及集群配置方案的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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