16、计算节点：构建高性能计算的基础

计算节点：构建高性能计算的基础

1. 计算节点的定义

计算节点（或简称为节点）是连接到节点间通信网络的计算单元。它可以是对称多处理机器（SMP）、非统一内存访问机器（NUMA）、工作站、PlayStation3（PS3）、图形处理单元（GPU）或笔记本电脑。一个节点的电力消耗为 ( J_i ) [瓦特]，并且它包含 ( N_{CPU} ) 个处理器。

定义 4: 计算节点

计算节点是一个连接到节点间通信网络的计算单元。它可以是以下几种类型之一：
- 对称多处理机器（SMP）
- 非统一内存访问机器（NUMA）
- 工作站
- PlayStation3（PS3）
- 图形处理单元（GPU）
- 笔记本电脑

每个节点的电力消耗为 ( J_i ) [瓦特]，并且它包含 ( N_{CPU} ) 个处理器。

2. 节点的构成

2.1 处理器（CPU）

处理器（或称 CPU）由其核心数量 ( N_{core} ) 定义，并且具有连接到主内存的本地缓存内存。处理器是硬件层级 4。处理器的主要组成部分包括：
- 核心数量 ( N_{core} )
- 本地缓存内存
- 连接到主内存的接口

2.2 核心

核心是处理器的一部分。它至少包含一个算术逻辑单元（ALU）、寄存器和本地内存（一级缓存内存）。核心由以下属性定义：
- 寻址模式 ( am_{core} )（32位或64位）
- 频率 ( F_{core} ) [GHz]
- 每个时钟周期内可以