MATLAB科學計算工作站配置方案
一、 MATLAB應用軟件介紹
MATLAB是一種科學計算軟件，專門以矩陣的形式處理數據。MATLAB將高性能的數值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內置函數，從而被廣泛地應用于科學計算、控制系統、信息處理等領域的分析、仿真和設計工作，而且利用MATLAB產品的開放式結構，可以非常容易地對MATLAB的功能進行擴充，從而不斷深化對問題認識，更多提升MATLAB產品應用范圍。
MATLAB產品廣泛應用于各個行業，典型應用如下：
PIC1 數值分析、數值和符號計算、工程與科學繪圖
PIC2 控制系統的設計與仿真
PIC3 數字圖像處理
PIC4 通訊系統設計與仿真
PIC5財務與金融工程
二、MATLAB并行計算功能特點與硬件配置分解
隨著科學計算的應用面擴大和深入，MATLAB的計算量越來越大，同時基于X86架構計算機多核并行計算技術成熟，MATLAB通過支持并行計算工具箱和分布式集群計算方式，完美借助多核架構的圖形工作站和分布式集群的并行計算，大幅提升科學計算的效能。
2.1 MATLAB的并行計算介紹
對工作站的并行計算支持
MATLAB利用Parallel Computing Toolbox，可以使用多核處理器、GPU 以及計算機集群來解決運算和數據密集型問題。循環并行化 (parallel for-loops)、特殊數組類型以及并行數值算法等高級結構讓您實現MATLAB應用程序的并行化，而無需進行CUDA或MPI編程?？梢允褂肧imulink工具箱并行運行一個模型的多個仿真。
工具箱提供用于在多核臺式機上本地執行應用程序的12個worker（MATLAB 計算引擎）。無需更改代碼。
對分布式集群并行科學計算支持
借助MATLAB Distributed Computing Server在計算機集群或網格計算服務上運行同一個應用程序。此外，還可以交互式執行或在成批執行并行應用程序。
主要功能
l 循環并行化 (parfor) - 用于在多處理器上并行運行任務的算法
l 支持啟用了 CUDA 的 NVIDIA GPU
l 可在一個多核桌面上本地運行十二個 worker
l 通過 MATLAB Distributed Computing Server 可支持計算機集群和網格
l 并行應用程序的交互和批量執行
l 分布式數組和單程序多數據 (spmd) 結構 - 用于大型數據集處理和數據并行算法
2.2工作站硬件配置與科學計算分解
矩陣式求解代數方程組過程中,矩陣規模的大小涉及到占用內存的多少,數據量和算法涉及到CPU的核數和頻率，數據存儲和讀取對矩陣存儲的硬盤io有要求，在很大程度上影響了計算的速度.是加速矩量法計算的關鍵，典型計算機配置的每一個配件對MATLAB性能有不同表現。
CPU有更多CPU核的計算機比和數量少的有更好的表現,但是結果隨著MATLAB應用而不同，MATLAB自動使用多線程,在很多MATLAB應用中,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,Parallel Computing Toolbox提供并行程序結構，更多直接覆蓋計算機多核，虛擬核很明顯改善整個系統的性能，但是它對MATLAB應用的性能表現影響很小。
內存內存容量在計算過程承載數據計算過程所有中間數據保存，如果存儲容量不夠，就會出現數據溢出，計算無法繼續，不同數據量的求解對內存有一定要求，內存容量、CPU-內存通道數目、內存的頻率都是對計算影響的。
硬盤硬盤io帶寬涉及數據讀寫和虛擬內存的性能，對于數據密集型計算和大型圖像處理，硬盤容量和帶寬極其重要，目前硬盤規格 SATA（7.2K）單盤大2TB， SAS（15K）單盤達900GB。
圖卡目前僅限支持Nvidia CUDA架構為主，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架構的并行計算應用，這種GPU并行計算主要是圖像處理方面，需要安裝Parallel Computing Toolbox。
2.3 工作站配置原則
1. 內存配置：通常，矩陣計算的數據量和內存比例1:3，例如2GB數據，內存建議6GB以上。
2. CPU配置：內存確定后，一般和CPU核數比例是 4:1，例如：16GB內存以內，CPU用單顆4核。
3. 圖卡配置，如果是基于圖像處理應用，主板提供支持1~4塊GPU計算，保證足夠的數據量，其他方面，推薦Quadro 600，或Quadro2000滿足應用要求。
4. 硬盤配置 對于數據量規模小的應用，SATA接口就可以，如果數據量大，硬盤容量和轉速相應提升，讀寫帶寬也就越大，如數據量非常大，高速硬盤加高性能陣列，提升硬盤io帶寬。
三、MATLAB科學計算工作站與集群配置方案
Gisdom是能提供塔式、機架、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品系列，為行業用戶在高性能計算、CAD/CAM/CAE、圖形圖像處理、虛擬仿真、三維動畫、視頻編輯等應用提供強勁、高效的定制專業級圖形工作站。
Gisdom將MATLAB應用軟件結合新的計算機硬件技術,基于數據量規模和軟件應用特點劃分配置方案，從而達到合理高效能完成科學計算。
