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：2*PCIe 16X 3.0，1*PCIe 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：4*PCIe 16X，2*PCIe 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 |
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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 |
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2 |
芯片组 |
Intel C612+PCH Chipset |
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3 |
内存 |
内存槽/最大容量：16根/512GB DDR4 2400 Reg ECC |
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4 |
硬盘 |
系统盘：M.2 4X接口，最大容量512GB， |
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5 |
专业图卡 |
Nvidia Quadro 或ATI Firepro全系列 |
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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 |
3 |
2 |
1 |
|||||
9 |
机箱电源 |
塔式，900W |
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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 |
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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：2*PCIe 16X，2*PCIe 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） |
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2 |
芯片组 |
Intel C602J+PCH Chipset |
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3 |
内存 |
内存槽：32根 最大容量：2TB DDR4 1866 Reg ECC |
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4 |
系统盘 |
系统盘：SATA-SSD 6Gbps或Pcie 4x接口，最大容量2TB |
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|
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） |
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5 |
专业图卡 |
专业图形显卡、GPU超算卡 |
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6 |
光驱 |
DVD（刻录机）或蓝光DVD（刻录机） |
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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 |
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8 |
扩展接口 |
分类 |
PCIe 16X 3.0 |
PCIe 8X 3.0 |
PCIe 4X |
PCI-X |
PCI |
|
2 |
2 |
|
|
|
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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 |
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12 |
操作系统 |
支持Windows 2008 /2012 64bits 支持 Redhat linux, Suse Linux 64bits等等 |
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