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从MATLAB应用特点详解科学计算工作站硬件配置（依据数据规模大小划分）_matlab的工作区最多能存储多少数据

作者：小丑西瓜9 | 2024-03-20 16:50:16

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matlab的工作区最多能存储多少数据

一．MATLAB应用软件介绍

MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而不断深化对问题认识，更多提升MATLAB产品应用范围。

MATLAB产品广泛应用于各个行业,典型应用:

1 数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图

2 控制系统的设计与仿真

3 数字图像处理

4 通讯系统设计与仿真

4 财务与金融工程

二．MATLAB并行计算功能特点与硬件配置分解

随着科学计算的应用面扩大和深入,MATLAB的计算量越来越大,同时基于X86架构计算机多核并行计算技术成熟,MATLAB通过支持并行计算工具箱和分布式集群计算方式，完美借助多核架构的图形工作站和分布式集群的并行计算，大幅提升科学计算的效能。

2.1 MATLAB的并行计算介绍

对工作站的并行计算支持

MATLAB利用 Parallel ComputingToolbox，可以使用多核处理器、GPU 以及计算机集群来解决运算和数据密集型问题。循环并行化 (parallel for-loops)、特殊数组类型以及并行数值算法等高级结构让您实现 MATLAB 应用程序的并行化，而无需进行 CUDA 或 MPI 编程。可以使用 Simulink 工具箱并行运行一个模型的多个仿真。

工具箱提供用于在多核台式机上本地执行应用程序的12个worker（MATLAB 计算引擎）无需更改代码。

对分布式集群并行科学计算支持

借助MATLABDistributed Computing Server在计算机集群或网格计算服务上运行同一个应用程序。此外，还可以交互式执行或在成批执行并行应用程序。

主要功能

循环并行化 (parfor) - 用于在多处理器上并行运行任务的算法

支持启用了 CUDA 的 NVIDIA GPU

可在一个多核桌面上本地运行十二个 worker

通过 MATLAB Distributed Computing Server 可支持计算机集群和网格

并行应用程序的交互和批量执行

分布式数组和单程序多数据 (spmd) 结构 - 用于大型数据集处理和数据并行算法

2.2工作站硬件配置与科学计算分解

矩阵式求解代数方程组过程中,矩阵规模的大小涉及到占用内存的多少,数据量和算法涉及到CPU的核数和频率，数据存储和读取对矩阵存储的硬盘I/O有要求，在很大程度上影响了计算的速度.是加速矩量法计算的关键，典型计算机配置的每一个配件对MATLAB性能有不同表现。

CPU---有更多CPU核心的计算机比和数量少的有更好的表现，但是结果随着MATLAB应用而不同，MATLAB自动使用多线程,在很多MATLAB应用中,以探索自然并行，但是不是所有MATLAB功能都是多线程的, 加速随着算法有所不同, 作为可选能力，Parallel Computing Toolbox提供并行程序结构，更多直接覆盖计算机多核，虚拟核很明显改善整个系统的性能，但是它对MATLAB应用的性能表现影响很小。

内存---内存容量在计算过程承载数据计算过程所有中间数据保存，如果存储容量不够，就会出现数据溢出，计算无法继续，不同数据量的求解对内存有一定要求，内存容量、CPU-内存通道数目、内存的频率都是对计算有影响的。

硬盘---硬盘I/O带宽涉及数据读写和虚拟内存的性能，对于数据密集型计算和大型图像处理，硬盘容量和带宽极其重要。

图卡---目前仅限支持Nvidia CUDA架构为主，MATLAB图形渲染靠的是CPU不是GPU，图卡主要负责正常的图形显示，以及支持GPU架构的并行计算应用，这种GPU并行计算主要是图像处理方面（需要安装ParallelComputing Toolbox）。

2.3工作站配置原则

1.内存配置：通常，矩阵计算的数据量和内存比例1:3，例如2GB数据，内存建议6GB以上。

2. CPU配置：内存确定后，一般和CPU核数比例是 4:1，例如：16GB内存以内，CPU用单颗4核.

3. 图卡配置：如果是基于图像处理应用，最好提供支持1~4块GPU计算，保证足够的数据量。

4. 硬盘配置：对于数据量规模小的应用，SATA接口就可以，如果数据量大，硬盘容量和转速相应提升，读写带宽也就越大，如数据量非常大，可以使用高速硬盘加高性能阵列，提升硬盘I/O带宽。

三．MATLAB科学计算工作站配置方案

Ultralab定制图形工作站是当今市场唯一能提供塔式、超级、机架、便携、特种等图形工作站全方面解决方案的品牌。拥有完整、完美、可靠、静音的高性能工作站全套产品系列，为行业用户在高性能计算、CAD/CAM/CAE、图形图像处理、虚拟仿真、三维动画、视频编辑等应用提供强劲、高效的定制专业级图形工作站。

Ultralab定制图形工作站将MATLAB应用软件结合最新计算机硬件技术，基于数据规模和软件应用特点划分配置方案，从而达到合理高效能完成科学计算。

科学计算工作站根据数据规模划分:

1.小规模科学计算解决方案

定位: 数据量在1~10GB以内规模, 支持4个~8个worker运算

参考配置：

方案1 入门级图形工作站

提供四核CPU架构的计算解决方案
型号 UltraLAB H360/H370

硬件配置规格

No	类别	技术规格
	机型	UltraLAB H360	UltraLAB H370
1	CPU	Intel第七代超高频处理器（Kabylake架构） 4核4.8~5.2GHz	Intel第八代超高频处理器（Coffelake架构） 6核4.7~5.0GHz
2	芯片组	Intel Z270+PCH	Intel Z370+PCH
3	内存槽/ 通道数最大容量	4根/双通道双通道 64GB DDR4-2400	4根双通道 64GB DDR4-2666
4	显卡	类型：专业图卡、游戏卡、GPU超算卡数量：最大2块，接口：Pcie 16x 3.0 图形功能：支持图形生成加速、mosaic合成
5	硬盘	5.1系统盘类型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，单盘最大容量2TB 类型2：SSD，SATA 6Gbps接口，单盘最大容量4TB 5.2数据盘类型1：SATA，数量5个，最大50TB 类型2：SAS，数量8个，支持32TB
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	平台	箱体：塔式（立式）尺寸：深度553mm，宽度198mm，高度425mm 电源：750w ，金牌硬盘位：4个3.5”，3个5.25” PCI扩展槽：2PCIe 16X 3.0，1PCIe 4X 3.0，3*PCIe 1X 3.0 IO端口：2个USB 3.0，4个USB 2.0，2个USB 3.1 intel千兆以太，8声道音频前置输出端口：2个USB 2.0
8	硬件系统优化	（1） CPU自动超频加速（2）高性能低延迟加速
9	扩展能力	（1） CPU+GPU异构计算架构（2）图形生成架构（3）系统盘高io、高带宽架构（4）高io并行存储架构
10	显示器	可选，分辨率：高清、2K、4K
11	操作系统与虚拟系统	支持Windows7/8/10个人版支持Windows Server 2008/2012/2016企业版支持 Linux 全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等）
12	噪音控制	基于办公环境，满负荷计算，噪音低于45分贝

方案2 高性价比图形工作站

提供8~18核CPU架构的计算解决方案

型号 UltraLAB H490

硬件配置规格：

	类别	技术规格
1	CPU	Intel 第七代至尊处理器（Kabylake-X架构）数量 1颗，核数4~18个选择1：8核4.8Ghz , 8MBL2缓存,11MBL3缓存选择2：10核4.7Ghz, 10MBL2缓存,13.75MBL3缓存选择3：12核4.6Ghz, 12MBL2缓存,16.5MBL3缓存选择4：14核4.5Ghz, 14MBL2缓存,19.25MBL3缓存选择5：16核4.5Ghz, 16MBL2缓存,22MBL3缓存选择6：18核4.5Ghz, 18MBL2缓存,24.75MBL3缓存
2	芯片组	Intel X299+PCH
3	内存槽/ 通道数最大容量	8根 4通道 512GB DDR4-2666 Reg ECC
4	专业图卡	类型：专业图卡、游戏卡、GPU超算卡数量：最大5块，接口：Pcie 16x 3.0 图形功能：支持图形生成加速、mosaic合成
5	硬盘	5.1系统盘类型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，单盘最大容量2TB 类型2：SSD SATA 6Gbps接口，单盘最大容量4TB 5.2数据盘类型1：SATA，数量5个，最大50TB 类型2：SAS，数量8个，支持32TB
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	平台	箱体：塔式（立式）尺寸：深度525.3mm，宽度193mm，高度424mm 电源：865w ，金牌硬盘位：4个3.5”，3个5.25” PCI扩展槽：5*PCIe 16X IO端口：2个USB 3.1G2，6个USB 3.1，intel千兆以太，8声道音频前置端口：2个USB 2.0
8	硬件系统优化	（1） CPU自动超频加速（2）高性能低延迟加速
9	扩展能力	（1） CPU+GPU异构计算架构（2）图形生成架构（3）系统盘高io、高带宽架构（4）高io并行存储架构
10	显示器	可选，支分辨率：高清、2K、4K
11	操作系统	支持Windows7/8/10个人版支持Windows Server 2008/2012/2016企业版支持 Linux 全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等）支持虚拟、私有云、共享图形服务系统
12	噪音控制	基于办公环境，满负荷计算，噪音低于45分贝

2.中等规模科学计算解决方案

定位于数据量在10~30GB以内科学计算规模, 支持8个~12个worker运算,支持GPU架构扩展

参考配置：

方案3 全能型图形工作站

提供20~56核CPU架构的计算解决方案

型号 UltraLAB EX620i

产品配置规格

No	类别	技术规格
1	CPU	型号：Xeon可扩展处理器系列数量 2颗，核数20~56个
2	芯片组	Intel C621+PCH
3	内存槽/ 通道数最大容量	16根 12通道 1TB DDR4-2666 Reg ECC
4	专业图卡	类型：专业图卡、游戏卡、GPU超算卡数量：最大4块，接口：Pcie 16x 3.0 图形功能：支持图形生成加速、mosaic合成
5	硬盘	5.1系统盘类型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，单盘最大容量2TB 类型2：SSD，SATA 6Gbps接口，单盘最大容量4TB 5.2数据盘类型1：SATA，数量8个，最大80TB 类型2：SSD，数量8个，支持32TB
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	平台	箱体：塔式、机架式两用尺寸：深度648mm，宽度178mm，高度452mm 电源：1200w，金牌硬盘位：8个3.5”热插拔，3个5.25” PCI扩展槽：4PCIe 16X，2PCIe 8x IO端口：2个USB 3.1，4个USB 3.1，2个USB 3.0，双intel千兆以太，8声道音频前置端口：2个USB 2.0
8	硬件系统优化	（1） CPU自动超频加速（2）高性能低延迟加速（3）高IO并行存储加速
9	扩展能力	（1） CPU+GPU异构计算架构（2）系统盘高io、高带宽架构
10	显示器	可选，支持分辨率：高清、2K、4K
11	操作系统	支持Windows 7/8/10个人版支持Windows Server 2008/2012/2016企业版支持 Linux全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等）支持虚拟、私有云、共享图形服务系统
12	噪音控制	基于办公环境，满负荷计算，噪音低于45分贝

方案4 图形图像型工作站

提供基于CPU+GPU架构的计算解决方案

型号 UltraLAB H610

产品配置规格

配备2颗最新intel Haswell架构的Xeon E5 2600v4处理器、Nvidia 图卡、高I/O的企业级SSD，提供多种pcie 3.0 16x/8x/4x接口，配置规格：

No	类别	规格
1	CPU	2颗Xeon E5 2600v4系列(Broadwell-EP核心，最大44核) 支持自动超频加速, 最高频率达3.68Ghz
2	芯片组	Intel C612+PCH Chipset
3	内存	内存槽/最大容量：16根/512GB DDR4 2400 Reg ECC
4	硬盘	系统盘：M.2 4X接口，最大容量512GB， SATA-SSD 6Gbps接口，最大容量2TB 数据盘：SATA 6Gbps接口，4个3.5”盘位，最大32TB 支持高速并行读写系统
5	专业图卡	Nvidia Quadro 或ATI Firepro全系列
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	网络端口	双千兆intel芯片，支持IO/AT加速,支持汇聚功能
8	扩展接口	分类	PCIe 16X 3.0	PCIe 8X 3.0	PCIe 4X 2.0	PCI-X	PCI
8	扩展接口	3	2	1
9	机箱电源	塔式，900W
10	显示器	可选
12	操作系统	支持Windows 2008、2012, Window7、8 32/64bits 支持 Redhat linux, Suse Linux 32/64bits等等

3.大规模科学计算解决方案

定位于数据量在30~70GB以内科学计算规模, 支持12个worker运算,支持双GPU架构并行计算扩展，配备海量高速硬盘。

参考配置：

方案5 超级图形工作站

提供基于超强CPU+GPU+高I/O的计算解决方案

型号 UltraLAB Alpha720

Alpha720完美满足需要超多CPU核数、海量内存架构的高性能计算应用，为超大规模科学计算、有限元仿真、分子模拟计算、海量图像处理、大数据挖掘与分析、共享图形服务器系统等高端应用，海量数据级的超大规模科学与工程仿真、图像处理的超级图形工作站，同时具有绿色环境要求的静音、低辐射。

产品配置规格

No	类别	技术规格
1	CPU	Xeon E7 v3/ v4系列数量 4颗，核数64、72个、96个，支持CPU自动睿频加速, 最高频率达2.9Ghz 最高浮点计算速度3.8Tflops
2	芯片组	Intel C602J+PCH（双QPI架构）
3	内存槽/ 通道数最大容量	32根 16通道 2TB DDR4-2133 Reg ECC
4	专业图卡	类型：专业图卡、游戏卡、GPU超算卡数量：最大2块，接口：Pcie 16x 3.0 图形功能：支持图形生成加速、mosaic合成
5	硬盘	5.1系统盘类型1：M.2 SSD，PCIe 4x接口，单盘最大容量2TB 类型2：SSD，SATA 6Gbps接口，单盘最大容量4TB 5.2数据盘类型1：SATA，数量16个，最大160TB 类型2：SSD，数量16个，支持64TB
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	平台	箱体：双塔式尺寸：深度572mm，宽度405mm，高度628mm 电源：1700w，金牌硬盘位：16个3.5”，3个5.25” PCI扩展槽：2PCIe 16X，2PCIe 8x IO端口：前置输出：4个USB 2.0，后置输出：3个USB 2.0，双intel千兆以太，8声道音频
8	硬件系统优化	（1） CPU自动超频加速（2）高性能低延迟加速（3）高IO并行存储加速
9	扩展能力	（1） CPU+GPU异构计算架构（2）系统盘高io、高带宽架构
10	显示器	可选，支持分辨率：高清、2K、4K
11	操作系统	支持Windows 7/8/10个人版支持Windows Server 2008/2012/2016企业版支持 Linux全系列（Redhat、Ubuntu、Centos等）支持虚拟、私有云、共享图形服务系统
12	噪音控制	基于办公环境，满负荷计算，噪音低于45分贝

4. 超大规模科学计算解决方案

定位:数据量在100GB以上科学计算规模

参考配置：

方案6 超级科学与工程计算工作站

四颗Xeon E7 v4（最高96核、192线程）处理器、双GPU超算、双通道高速并行存储
配置规格

No	类别	技术规格
1	CPU	4颗Xeon E7 v3/v4系列（最高96核）
2	芯片组	Intel C602J+PCH Chipset
3	内存	内存槽：32根最大容量：2TB DDR4 1866 Reg ECC
4	系统盘	系统盘：SATA-SSD 6Gbps或Pcie 4x接口，最大容量2TB
	数据盘	海量高速并行存储系统（16个3.5”盘位，最大200TB,RAID5冗余）主要特点：双通道，8GB缓存，io峰值双向20GB/s，和内存等速
5	专业图卡	专业图形显卡、GPU超算卡数量：2块(双槽卡)，接口：2*Pcie 16x 3.0 支持GPU图形生成支持GPU超算(单精度8.7Glops双精度2.9Tflops)
6	光驱	DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机）
7	网络端口	双intel千兆/万兆以太芯片，支持IO/AT加速,支持汇聚功能
8	扩展接口	分类	PCIe 16X 3.0	PCIe 8X 3.0	PCIe 4X	PCI-X	PCI
8	扩展接口		2	2
9	机箱电源	双塔式，1700W ，静音级
10	显示器	可选
11	键盘鼠标	可选
12	操作系统	支持Windows 2008 /2012 64bits 支持 Redhat linux, Suse Linux 64bits等等

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