高性能计算（HPC）服务器体系结构分类及特点
目前常用的高性能计算服务器大致可以分为以下3种体系结构，即：
1．并行向量处理机（PVP）
PVP系统含有为数不多、功能强大的定制向量处理器（VP），以及定制的高带宽纵横交叉开关和高速数据访问。由于这类系统对程序编制的要求较高，价格很昂贵且难于管理，因此，这种类型计算机主要集中在一些大型国家关键部门，在本文中不再赘述。
2．对称多处理机（SMP）
SMP系统采用商品化的处理器，这些处理器通过总线或交叉开关连接到共享存储器。今天市场上常见的机型有IBM p系列服务器、HPQ的SuperDome、Alpha的ES、GS系列及SGI公司的Altix系列。SMP系统通常具有以下特点：
（1）系统内的CPU共享并可以直接访问所有的内存；
（2）由一个操作系统管理整个系统；
（3）支持共享内存方式的并行模式，如OpenMP、pthreads等；
（4）支持消息传递方式的并行模式，如MPI、PVM等
（5）系统的价格相对较高；
（6）为提高系统的使用效率，需要有功能强大的资源管理软件和作业调度软件配合进行系统管理。如LSF、PBS及IBM的WLM和LoadLeveler等。
3．工作站集群（COW，Cluster Of Workstation,简称Cluster）
Cluster结构是近年来发展势头很好的一种体系结构。这类机型的技术起点比较低，用户甚至可以自己将一些服务器或微机通过以太网连接起来，配以相应的管理、通讯软件来搭建Cluster。但是如果要构造高性能、结构合理并具有好的RAS特性的Cluster却不是一件容易的事情。几乎所有的国内、外计算机厂商都有自己的Cluster集群产品，如IBM的Cluster1350、联想的深腾系列及曙光的天潮系列等。
Cluster系统通常具有以下特点：
（1）系统由多个独立的服务器（在Cluster概念下称为节点）通过交换机连接在一起。每个节点拥有各自的内存，某个节点的CPU不能直接访问另外一个节点的内存；
（2）每个节点拥有独立的操作系统；
（3）需要一系列的集群软件来完成整个系统的管理与运行，包括：
Cluster系统管理软件，如IBM的CSM、xCat等；
消息传递库，如MPI、PVM等；
作业管理与调度系统，如LSF、PBS，LoadLeveler等；
并行文件系统，如PVFS、GPFS等；
（4）支持消息传递方式的并行模式，如MPI、PVM等；
（5）只能在单个节点内部支持共享内存方式的并行模式，如OpenMP、pthreads等；
（6）性能价格比好。
对称多处理机（Symmetric Multiprocessor）最主要的特征是系统的对称性，即每个处理器可以以同等代价访问各个共享存储器。显然，SMP的访存模型一定是均匀访存模型（UMA）的。
优点与缺点
优点是并行度很高，但是由于系统总线的带宽是有限的，故处理器的数目是受限的。
并行处理机又叫SIMD计算机。它是单一控制部件控制下的多个处理单元构成的阵列，所以又称为阵列处理机。多处理机是由多台独立的处理机组成的系统。
并行处理（Parallel Processing）是计算机系统中能同时执行两个或更多个处理机的一种计算方法。处理机可同时工作于同一程序的不同方面。并行处理的主要目的是节省大型和复杂问题的解决时间。
为使用并行处理，首先需要对程序进行并行化处理，也就是说将工作各部分分配到不同处理机中。而主要问题是并行是一个相互依靠性问题，而不能自动实现。此外，并行也不能保证加速。但是一个在 n 个处理机上执行的程序速度可能会是在单一处理机上执行的速度的 n 倍。
只有部分应用程序在满足以下条件的情况下可利用并行处理：
具有充足的能充分利用多处理机的应用程序；
并行化目标应用程序或用户需进行新的编码来利用并行程序。
传统上，多处理机专为“并行计算机”所设计，沿着这样的思路，当前 Linux 支持 SMP 奔腾系统，在该系统中多处理机共享单个计算机中的单个存储器和总线接口。每个运行 Linux 的机器组都有可能通过网络互相连接形成并行处理群。第三种选择是使用 Linux 系统作为“主机”，提供专门的相关并行处理机（attached parallel processor）。第四种新选择是寄存器内 SIMD 并行，应用于多媒体扩展（MMX）。
并行处理所需要提供的典型硬件环境有：
单处理机上的单个区；
多处理机（SMP）中的单个区；
多区配置
一个处理机（MPP）中的各区 ；
多处理机（SMP 群）中的各区；
逻辑数据库区（在 AIX 第1版的 DB2 并行版 － DB2 PE 中也称之为多逻辑代码或 MLN）
在各种硬件环境下可能的并行类型如下：
硬件环境 I/O 并行 查询内并行机制
内部分区并行性 Inter-Partition Parallelism
单区，单处理机 是 否 否
单区，多处理机（SMP） 是 是 否
多区，单处理机（MPP） 是 否 是
多区，多处理机（SMP 群） 是 是 是
逻辑数据库区 是 是 是
MMP与SMP
由于对计算机的速度、性能要求越来越高，近年来出现了超级并行计算机的体系结构，MMP、SMP就是其中的代表。
⑴MMP（大规模并行处理机）：采用几百到上万个基于RISC指令集的处理器，组成大型并行计算机系统。其运算速度达万亿次
（浮点加法）
⑵SMP（对称多处理机）：结构与MMP类似。不同的是SMP有一个统一的共享主存储空间，而MMP则是每个处理器都有自己的存储器。
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写，中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的，有人对CISC机进行测试表明，各种指令的使用频度相当悬殊，最常使用的是一些比较简单的指令，它们仅占指令总数的20％，但在程序中出现的频度却占80％。
