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高性能計算環境是支撐國家科技創新、經濟發展的核心基礎設施。目前國家高性能計算環境的總計算能力已突破200 PFlops，總存儲容量超過160 PB。但是各節點廣域分散，計算與存儲資源難以統籌使用。本專題從虛擬數據空間系統構建、分布式系統高效緩存、國家高性能計算環境對虛擬數據空間的運行支撐以及面向非易失內存的MPI-IO接口優化等多個角度出發，探索了構建高性能計算虛擬數據空間的過程中面臨的機遇和挑戰以及相應的解決方案，希望能夠引起廣大讀者的興趣，并起到拋磚引玉的作用。

秦廣軍等人撰寫的《面向國家高性能計算環境的虛擬數據空間系統》建立了一套可用于構建廣域全局虛擬數據空間的完整技術體系，并研發了一個可運行于國家高性能計算環境的虛擬數據空間軟件系統。該系統在國家高性能計算環境中進行了實驗性部署，通過3類典型大型應用的驗證結果表明，該系統可有效地聚合廣域分散存儲資源，滿足大型應用的數據空間需求。

肖利民等人撰寫的《GVDS：面向廣域高性能計算環境的虛擬數據空間》提出了虛擬數據空間構建方法及數據訪問性能優化方法，并實現了一個面向廣域高性能計算環境的全局虛擬數據空間GVDS。測試結果表明，與當時最優的面向廣域高性能計算環境的存儲系統相比，GVDS在實現了相當功能的同時，數據訪問性能明顯提升。

楊青霖等人撰寫的《分布式存儲系統中的數據高效緩存方法》針對典型分布式存儲系統存在的寫放大、I/O路徑過長、響應時延較高等問題，提出了一種基于SSD的分布式存儲系統中的數據高效緩存方法。該方法采用讀寫旁路和懶惰緩存的緩存管理策略、兼顧最近訪問時間和歷史訪問頻率的緩存替換策略，并自適應地調整主動回刷臟數據的速率，從而顯著提升了存儲系統的讀寫性能。

牛北方等人撰寫的《國家高性能計算環境的虛擬數據空間運行支撐技術研究》研究了國家高性能環境節點部署技術。該技術通過模塊化方式將虛擬數據空間系統與國家高性能計算環境進行深度融合，將其功能補充到國家高性能計算環境中，并通過統一的虛實空間用戶管理框架，實現跨域統一、透明安全的存儲服務和對大型計算應用的支撐。

鄧鎮龍等人撰寫的《面向非易失內存的MPI-IO接口優化》針對非易失內存對MPI-IO接口進行了優化，從分布式緩存、持久性元數據以及進程間數據傳輸策略三方面著手，使應用可以被有效管理，利用非易失內存設備保持緩存數據的一致性。實驗結果證明，優化后的接口為應用帶來了數十倍的讀寫性能提升。

由于篇幅有限，本專題無法涵蓋高性能計算虛擬數據空間建設的各個核心方法和關鍵技術，希望本專題收錄的研究和探索能夠引起學術界和工業界的關注，共同推動國家高性能計算環境的完善和發展。

作者簡介

張廣艷（1976-），男，博士，清華大學計算機系長聘副教授、博士生導師，主要從事大數據存儲與分析的理論和方法研究，包括大數據計算、存儲系統與分布式處理等方面。研究得到了國家杰出青年科學基金項目、國家重點研發計劃項目、國家973項目和國家863項目等的支持。近年來提出了大規模存儲系統構建及訪問的方法與關鍵技術，有效提高了存儲系統的性能、擴展性和可用性。發表學術論文40余篇，其中在FAST、USENIXATC、ACMTOS、IEEETC、IEEETPDS等計算機系統領域高水平國際會議和期刊發表論文20余篇。近五年以第一發明人獲得美國發明專利授權1項、中國發明專利授權7項。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的专题导读：高性能计算虚拟数据空间的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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