天河一号超级计算机跃居世界第一 使用国产CPU [转]

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2010年10月29日 08:31 中广网

“天河一号”超级计算机系统采用了“飞腾-1000”高性能多核微处理器。中广军事记者孙利 摄

中广网北京10月28日消息（记者孙利、王握文）中国高性能计算机TOP100组织今天发布数据，“天河一号”超级计算机二期工程系统峰值性能达到每秒4700万亿次，其运算速度与能效达到国际领先水平，此举将为我国科学研究和经济发展注入强大动力。
记者从正在召开的2010全国高性能计算学术年会上了解到，由国防科技大学与天津滨海新区共同研发的“天河一号”超级计算机系统已经完成二期工程。经过技术升级优化后，“天河一号”峰值性能达到每秒4700万亿次、持续性能每秒2507万亿次。与一期工程相比，不仅运算速度有了大幅提升，而且部分采用了国防科大自主研发的“飞腾-1000”中央处理器，开始实现关键部件国产化。
“天河一号”工程办主任李楠研究员：我们采用了国产的中央处理器，自主的互联系统，和自己研发的一系列增强软件，二期系统从峰值性能来讲，比以前系统提升了3.89倍，更难能可贵的是持续性能提高了更多，提高了4.45倍。
“天河一号”是国家863计划“千万亿次高效能计算机系统研制”重大攻关项目。国防科技大学通过与天津市滨海新区密切合作，于去年9月研制成功了峰值性能为每秒1206万亿次的我国首台千万亿次超级计算机系统，实现了我国自主研制超级计算机从百万亿次到千万亿次的跨越。
那么，“天河一号”二期工程运算速度每秒4700万亿次是一个什么样的概念，李楠用了一个形象的比喻：如果说用4700万次的“天河一号”来计算一天时间，这一天时间所产生的计算量，用一个双核的台式PC机来算的话，要算620年。
据了解，目前，“天河一号”已在位于天津市滨海新区的国家超级计算天津中心安装部署并投入使用，天津市已将其推广应用纳入“十二五”发展规划。此举标志着我国建成了首个具有千万亿次计算能力的超级计算中心，将为我国科学研究和经济发展注入强大动力。
“天河一号”工程办主任李楠：前期的应用主要包括石油勘探、高端装备的研制，以及生物制药、新能源、新材料这样一个方面，对天津，整个中国的北方地区，整个全中国可以说有一个更大的，可以共享使用的计算平台，应该说我们国家基础科学设施方面上了一个新的台阶。

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资料图：当前世界最快的计算机——美国能源部橡树岭国家核实验室的Jaguar(美洲豹)，主要供模拟核试验和计算美国现有核武器储存可靠性所用。

2010年6月的全球超级计算机榜单，第一栏为名次，第二栏为计算机拥有者，第三栏为计算机名称及配置，第四栏为微处理器核心数量，第五栏为实测最高计算能力，第六栏为纯理论性能。值得注意的是，“星云”的理论计算能力是最高的，逼近3000万亿次。去年11月排名第5的，由中国国防科技大学推出的天河一号（563.1TFLOPS），此次排名降到了第7位。

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高性能计算机“星云”的模块基于曙光TC3600，这是全球第一款符合SSI开放性标准的刀片式服务器(指卡式的服务器单元，在机架式机箱内可插装多个刀片，实现高密度)，该刀片系统为每个计算“刀片”配备了两颗四核Intel Xeon5500/5600处理器，12个内存插槽(最高可插8G内存，共96G内存)。一组服务器共拥有10个计算“刀片”。星云系统基于曙光公司自己的TC3600刀片服务器，采用英特尔至强X5650六核处理器，另外还搭配了NVIDIA基于Fermi架构的Tesla C2050 GPU加速单元，共120640个核心。

上一代基于曙光TC2600刀片服务器的曙光5000巨型机“魔方”2009年已落户上海超级计算中心，“星云”的组合架构与其类似(资料图)

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这就是在曙光公司天津基地组合调试的“星云”

值得注意的是，“星云”和“天河”都采用了CPU为基础、GPU做辅助加速的混合计算架构，理论性能的大幅提升也都得益于GPU的加盟。但是，混合计算、特别是GPU加速的实际运用在全世界都是新鲜课题。因此“星云”和“天河”的运算效能都只有50%左右，比传统架构的80%相对较低，有待提高。但这代表了超级计算机的一种未来发展方向。

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这就是在曙光公司天津基地组合调试的“星云”

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2010年6月的全球超级计算机500强榜单，按台数统计的国家比率，美国以282套占一半以上。中国内地本次有24套系统上榜，与德国持平，位列英国(38)、法国(29)之后，另外中国香港也有一套系统入围，中国台湾则已从榜上消失。

2010年6月的全球超级计算机500强榜单，按计算能力统计的国家比率，中国虽然台数并不多，但计算能力却排在世界第二(9.2%)，但仍然远落后于美国（55.4%）。

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各国超级计算机相对计算能力发展趋势，可以注意到两点，一是(黑框内)曾显赫一时的日本在2005年后，特别是近两年，迅速走向衰落；二是(红框内)中国在2007年后迅速崛起。

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2010年6月的全球超级计算机500强榜单，按台数统计的制造商份额比率

2010年6月的全球超级计算机500强榜单，按计算能力统计的制造商比率，IBM、HP、Cray(克雷)列前三

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洛斯-阿拉莫斯国家核实验室的Roadrunner（走鹃），排名世界第3

Roadrunner（走鹃）是一套由IBM为美国能源部建立的超级计算机，耗资1.33亿美元。在2008年5月25日，此电脑的运算能力达到1026万亿次，成为第一台持续运算能力超过千万亿次的超级计算机。此电脑安放在新墨西哥州的洛斯-阿拉莫斯国家核实验室，以新墨西哥州州鸟走鹃命名。主要供模拟核试验和计算美国现有核武器储存可靠性所用。
Roadrunner共有6912颗AMD Opteron双核心CPU以及12960颗PowerX Cell 8i处理器，一共用了296个机柜，内存加起来有51.8TB。实测峰值计算能力1105万亿次，理论硬件能力1456万亿次。使用的是RedHat Enterprise Linux，并装有xCAT分布式运算软件。
2009年2月4日，IBM称将为美国能源部再研制更强大的Sequoia(加州红杉)计算机，运算速度要达到20000万亿次，将放置在加州的劳伦斯-利弗莫尔国家核实验室，预计于2011年建设完成。

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当前世界最快的计算机：美国能源部橡树岭国家核实验室的Jaguar(美洲豹)。Jaguar系统主要使用Cray XT5机柜。每个机柜内有4个节点，节点采用了2个AMD 四核皓龙2435“Istanbul”处理器，16GB DDR2-800内存。全部机柜总共37376颗处理器，224256个核心，362TB的高速内存。

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当前世界最快的计算机：美国能源部橡树岭国家核实验室的Jaguar(美洲豹)。