水星水世界：全球最强超级计算机 天河一号A探秘之旅

庚寅冬至，雾罩津门。应NVIDIA公司的邀请，我们昨日同来华参加2010 GPU高性能计算论坛的NV创始人黄仁勋一道，来到位于天津滨海新区的国家超级计算天津中心，有了一次亲眼目睹全球最快超级计算机：天河一号A的难得机会。

                               
登录/注册后可看大图

雾中的天津超算中心大楼

                               
登录/注册后可看大图

进入国家超级计算天津中心

                               
登录/注册后可看大图

超算中心实际上只占据了大楼的一到三层

                               
登录/注册后可看大图

胡锦涛亲笔题名的“天河”

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

黄仁勋与国家超级计算天津中心主任刘光明

机房前悬挂的几块证书。11月刚刚颁发的TOP500全球冠军证书还没有来得及列在这里：

                               
登录/注册后可看大图

2009年中国HPC TOP100总性能冠军证书

                               
登录/注册后可看大图

2009年TOP100排名证书

                               
登录/注册后可看大图

去年的亚洲第一，今年已是全球No.1

驱动之家[原创] 作者：Skyangeles 编辑：Skyangeles

天河的命名来自于国防科大“银河”系列超级计算机与天津的结合。天河一号A配备了14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器(32nm Westmere-EP)，2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器，以及7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡，总计186368个核心，224TB内存，使用自主研制的互连网络架构、Linux操作系统，Linpack最大性能 2.566PFlops(每秒千万亿次浮点运算)、峰值性能4.701PFlops，系统效率54.6%，今年11月正式获颁TOP500第一名，成为全球最强超级计算机。

                               
登录/注册后可看大图

天河机房大门

                               
登录/注册后可看大图

迈上台阶就可看到天河1A系统，噪声当然也随之而来。不过噪声水平并不比印象中的普通机房高。

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

第一排机柜

                               
登录/注册后可看大图

后面还有十几排同样的系统

                               
登录/注册后可看大图

单个机柜

                               
登录/注册后可看大图

运转中的系统

                               
登录/注册后可看大图

散热系统

                               
登录/注册后可看大图

TH 000号机柜

                               
登录/注册后可看大图

打开柜门

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

取出一组Tesla运算模块

                               
登录/注册后可看大图

黄仁勋与国家超级计算天津中心杨灿群教授展示天河一号A中的GPU运算节点

                               
登录/注册后可看大图

黄仁勋和天津超算中心主任刘光明

天河一号A的各个部件展示：

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

Intel平台八路服务器

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

飞腾FT1000服务器

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

Tesla GPU计算节点

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

Intel CPU计算节点

                               
登录/注册后可看大图

金士顿内存

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

飞腾CPU计算节点

                               
登录/注册后可看大图

创见内存

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

飞腾FT-1000处理器

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

银河NRC

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

银河NIC

国家秘密啊

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

互联接口卡CP-PDP

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

互联接口卡PCIE-PDP

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

参观过后，黄仁勋、中国国家超级计算天津中心主任刘光明和天河一号主任设计师，国防科大计算机学院系统软件研究室主任杨灿群还一同接受了媒体的采访。

第一个问题由驱动之家提出：天河一号A使用了14336颗Intel Xeon和7168块NVIDIA Tesla。HPC中CPU和GPU搭配的数量比例平衡由什么因素决定？

刘光明：是这样。基本上，我们在天河一号A中主要使用通用CPU做一些复杂计算，一些比较规程的大规模并行计算放到GPU上来做。我们在去年的9月份做了一次试验，根据现在的研究情况，这种2：1的比例比较合理，效率比较高。现在这台机器已经在硬件设计的时候设定了这种比例，不会再做改变。不过现在是千万亿次，未来到万万亿次的时候，根据到时候的应用状况可能比例还会有变化，这个还需要继续的研究。

问：NVIDIA未来有怎样的计划来推广Tesla产品？

黄仁勋：CPU+GPU的架构已经被证明在并行计算领域拥有非常高的性能和非常高的能效。这个道理非常简单，用最适合的处理器来运行最合适的应用，就能获得最高的效率。就像所有中国的年轻人都知道的那样，要打造一台游戏PC，获得最高性能、最高效率的方法就是购买 GeForce GPU。我们在设计GPU的时候已经加入了通用计算的思想，因此我们的产品现在不仅仅可以用来加速游戏图形，还可以将GPU运用在通用科学计算领域。

杨博士、刘博士的团队有这样的远见，在几年前就看到了将GPU应用在HPC中的潜力。事实上今天在科学计算、高性能计算领域的每一位研究者都认识到，在超级计算机中使用GPU是一种非常有效的提升性能的方式。高性能计算领域的权威杂志《HPC Wire》本周刚刚撰文指出，GPU加速已经是超级计算机领域的头号趋势。虽然现在这种趋势已经非常明显，但在两年前，当天河刚刚启动开发的时候，这种选择还是有相当高的风险。我在这里首先要感谢杨博士、刘博士，感谢他们卓有远见的选择。

天河一号A现在为全球的超级计算机设定了一个新标准，提升了人们对HPC的期待值。中国government也已经认识到，在超级计算机领域的投资，实际上是对知识基础设施的投入。计算能力已经成了科研的命脉，投资超级计算机实际上和投资建设道路、高速互联网一样的重要。投资高性能计算可以引领我们实现新的探索、新的发现，最终使各个产业受益。

天津超算中心的这台超计算机，不仅对科研领域相当重要，对各个行业也都有相当关键的意义。就像刘博士介绍的那样，他们的超级计算机被应用在医疗领域研发新药延长我们的生命，设计更好的汽车、飞机，甚至创造出色的电影、电视节目。超级计算已经渗透到了我们生活的各个方面。虽然Tesla已经在遍布全球的超级计算领域得到了相当大的成功，但我们的信仰，我们的策略是让Tesla应用在各行各业当中，让企业自己使用Tesla来进行产品开发、设计，让他们的产品更早的投放市场，创造更好、更具竞争力的产品。

目前，全球最高能效超级计算机的前十名中，已经有7台使用了Tesla。我相信，这呈现了一种趋势，未来将有越来越多的企业使用基于GPU通用计算的超级计算机，Tesla HPC将成为一个非常庞大的市场。因此我们才和包括惠普、戴尔、IBM、Cray、SGI、浪潮等全球所有主流的高性能计算、服务器厂商合作，向用户提供 Tesla产品。用户现在可以在全球任何一个国家，通过任何一家主流厂商购买Tesla产品。

问：如今硬件的销售越来越依赖于软件应用的发展。NVIDIA有没有类似苹果App Store那样的软件应用平台计划，吸引软件开发者的加入？

黄仁勋：不错，每当你造出了一颗新的处理器，你必须要提供新的应用软件。我们在传播如何进行并行计算编程的领域，投入了大量的资源。CPU代表着顺序执行，每次一个任务，而GPU拥有着大量的流处理核心，可以同步运作。我们必须创建一个有效的并行计算架构，同时也需要教导普及全球的软件开发人员，如何来用全新的并行思想编程。

我们一直在CUDA教育领域持续进行着推广，如今全球有接近400所大学在教授CUDA编程课程。CUDA教材已经以英语、中文、日语、俄语等多种语言全球出版。全球注册CUDA开发人员超过10万人。设计、分析、数字创作等领域重要的第三方软件，包括Adobe、MATLab、ANSYS、 AMBER、3DStudio MAX等都已经支持CUDA。我们现在还有很多的软件开发工作正在进行当中。

如今，全球CUDA软件开发群体的增长势头非常迅猛。这是因为，全世界最快、中国最快、日本最快、俄国最快的超级计算机都在使用CUDA，开发者们都希望能够使用这些最强的HPC来进行工作。同时，从苹果、惠普、戴尔、联想，到全球每一家网吧中的电脑，每一台拥有GeForce显卡的PC也都支持 CUDA，开发者们可以在自己的电脑上进行开发。CUDA无处不在。

有一点非常重要，在每家企业的多种计算应用中，往往只有一两个应用占用绝大部分的运算性能。不是所有的应用都同样重要，只要我们在这些关键应用上应用GPU实现大幅提速，就能极大的提升他们的效率。

                               
登录/注册后可看大图

问：天河一号A在性能、效率、能耗方面相比上代都有了大幅提升，这背后主要是在哪些方面进行了改进？

杨灿群：天河1A这一代系统的实际性能、计算效率大幅度的提高，主要有几个方面的原因，包括自主研发的新高速网络系统，软件优化后提升了应用效率，以及NVIDIA Tesla并行计算GPU的加入。

问：天河一号A如今已经是全球最快超级计算机，为了保持这种优势，我们未来需要有怎样的努力和创新？NVIDIA未来将对中国的超级计算机发展提供怎样的支持？

刘光明：中国的高性能计算机发展经历了30多年的历程，从1978年的银河1开始，一直到现在的天河一号A。这些努力并不是为了争得一个世界第几的排名，确确实实是我们国家急需这样的高性能计算能力。作为天河来讲，在突破千万亿次大关的过程中，遇到了世界性的难题。从2005年到2007年，我们一直在进行研究，最终决定采用异构架构，即通用处理器和专用加速处理器结合的方式突破这一难题。这中间我们试验过自己的军用流处理器FT100，去年也尝试过AMD的GPU，最后发现了NVIDIA的芯片性能更好。

这里大家需要注意一点，高性能计算机能够做出来，做出Linpack测试到世界第一，并不等于能够在实际应用中用好。这是两个问题，如何在异构结构下有效的编程是下一个大的挑战。我们有一个专门的团队从几年前就在开展这项工作，现在已经得到了不错的成绩，但未来还有很多的任务要做。

黄仁勋：刘博士说的很对，并行计算面临的困难非常多，但正确解决这些困难带来的效益也非常可观。整个行业过去 30年都在努力想要解决并行计算的难题，却几乎没有一家得到成功。直到CUDA的出现，我们终于找到了CPU+GPU的异构计算模式。这项革命性的技术花费了NVIDIA公司多年的时间和数十亿美元的投资。NVIDIA在并行计算领域的投资超过世界上任何一家企业。因为CUDA，并行计算现在有一个非常光明的前景。不过，在这一领域我们仍然面临着非常多的挑战。未来，我们将更加紧密的同刘博士的团队合作，创造下一台更强的超级计算机系统。

中国已经认识到超级计算机对未来各个领域的重要性，NVIDIA非常荣幸能够在中国的超级计算机发展中提供自己的支持。世界现在已经越来越小，科技领域的发展能够让全世界每一个人受益，中国超级计算机的进步实际上可以造福整个人类。我们将提供自己最出色的工程师来帮助中国建造更高速的超级计算机，帮助他们更有效的进行并行计算编程，并在中国的所有高校普及并行计算教育。我相信，未来每一个从高校毕业的计算机技术人员都将必备并行计算知识。串行计算是过去式，并行计算才代表了未来。

                               
登录/注册后可看大图

问个比较2的问题 这个能玩游戏吗

不能！因为你不觉得用这台电脑玩游戏比较2吗？

这是不是要保密的啊？

这些东东是不是天天通电啊，他们都计算什么啊 这些东东可得银子了

天河一号A
超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。“天河一号”为我国首台千万亿次超级计算机。计划从2010年9月开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。2010年11月14日，国际TOP500组织在网站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”雄居第一。
简介
　　2009年10月29日，随着第一台国产千万亿次超级计算机在湖南长沙亮相，作为算盘这一古老计算器的发明者，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。
　　
   [天河一号千万亿次超级计算机系统]

天河一号千万亿次超级计算机系统
每秒钟1206万亿次的峰值速度，和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机的国家。
　　这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一秒，则相当于全国13亿人连续计算88年。如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年。“天河一号”的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。
　　2010年，国防科学技术大学在“天河一号”的基础上，对加速节点进行了扩充与升级，新的“天河一号A”系统已经完成了安装部署，其实测运算能力从上一代的每秒563.1万亿次倍增至2507万亿次，成为目前世界上最快的超级计算机！
　　2010年11月，天河一号创世界纪录协会世界最快的计算机世界纪录。[1]
编辑本段全球最快
　　“天河一号”由国防科学技术大学研制，部
天河一号 (8张)
署在国家超级计算天津中心，其实测运算速度可以达到每秒2570万亿次。
　　美国橡树岭国家实验室的“美洲豹”超级计算机此前排名第一，在新榜单中，其排名下滑一位。“美洲豹”的实测运算速度可达每秒1750万亿次。
　　排名第三的是中国曙光公司研制的“星云”高性能计算机，其实测运算速度达到每秒1270万亿次。
　　TOP500是全世界最权威的超级计算机排名榜。从1993年起，作为对全球已安装的超级计算机进行排名的权威机构，国际TOP500组织以计算机实测速度(Linpack测试值)为基准，每年两次发布世界上最快的500台超级计算机排名。14日公布的是第36版排行榜。[2]
编辑本段系统配置
配置介绍
　　天河一号
　　–6144个通用处理器（3072x2 Intel Quad Core Xeon E5540 2.53GHz/E5540 3.0GHz）；
　　–5120个加速处理器（2560 ATI Radeon 4870x2 575MHz）
　　–内存总容量98TB ；
　　–点点通信带宽40Gbps ；
　　–共享磁盘总容量为1PB
　　天河一号A
　　–2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器
　　–14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器
　　–7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡
1硬件系统
　　–计算阵列、加速阵列、服务阵列，以及互连通信子系统、I/O存储子系统和监控诊断子系统等
计算阵列
　　–2560个计算结点 ；
　　–每个计算结点集成2个Intel CPU，配32GB内存 。
加速阵列
　　–2560个加速结点；
　　–每个加速结点含2个AMD GPU、 2GB显存 。
服务阵列
　　–512个服务结点 ；
　　–每个服务结点含2个Intel EP CPU、32GB内存 。
互连通信子系统
　　–采用两级Infiniband QDR互 ；
　　–单个通信链路的通信带宽为40Gbps、延迟1.2μs 。
I/O存储子系统
　　–采用全局分布共享并行I/O系统结构 ；
　　–磁盘总容量1PB 。
监控
　　–采用分布式集中管理结构，实现全系统的实时安全监测、系统控制和调试诊断等功能
软件系统
　　–操作系统、编译系统、资源管理系统和并行程序开发环境等四部分组成 。
操作系统
　　–操作系统采用64位Linux ；
　　–面向高性能并行计算、支持能耗管理、虚拟化和安全隔离等进行了针对性设计 。
编译系统
　　–支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言；
　　–支持OpenMP、MPI并行编程 ；
　　–提供异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力 。
资源管理
　　–提供全系统资源统一视图，实现多策略资源分配与作业调度，有效提高资源利用率和系统吞吐率
并行程序开发环境
　　–并行程序开发环境提供一体化图形用户界面，支持应用程序的调试和性能分析 。
峰值性能
　　1.206PFlops，LINPACK测试性能563.1TFlops@575MHz，超过2009年6月TOP500第四位 ；
系统能效
　　431.7MFlops/W，超过2009年6月Green500第五位 。
操作系统
　　符合B2级安全标准，提供基于隔离的用户安全工作环境
　　提供统一的全系统资源管理视图、友好的系统管理使用界面、一体化的并行应用集成开发环境和虚拟化的网络计算环境
可广泛应用于
　　–石油勘探数据处理；
　　–生物医药研究；
　　–航空航天装备研制；
　　–资源勘测和卫星遥感数据处理；
　　–金融工程数据分析；
　　–气象预报和气候预测；
　　–海洋环境数值模拟；
　　–短期地震预报；
　　–新材料开发和设计；
　　–土木工程设计；
　　–基础科学理论计算等。
编辑本段发展历程
　　作为中国高技术研究发展计划(863计划)中的一个重大项目，“天河一号”的设计始于2008年。
　　“随着我国经济的发展，环境控制、生物医药等领域已经对千万亿次甚至更高性能的计算机提出了现实需求。”国防科技大学校长张育林说。
　　国防科技大学是“天河一号”的研制者。1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”，同样诞生在这所大学。
　　
   [国防科技大学是“天河一号”的研制者]

国防科技大学是“天河一号”的研制者
“超级计算机的研制历程表明，我们要在高技术领域有所作为，必须走一条中国特色的自主创新之路。”张育林说，“一味追求国际排名是没有意义的，只有在核心技术、实际效益和人才培养上不断实现新的突破，科学研究才有了持续发展的动力。”
　　采用了“多阵列可配置协同并行体系结构”等7项关键创新技术的“天河一号”，综合技术水平位居世界前列，具有高性能、高能效、高安全和易使用的特点。在实现技术跨越的同时，由200多人组成、平均年龄为36岁的“天河”团队还首次尝试了军地合作、多家单位协同攻关的开发模式。
　　中国传统文化里，“天河”是银河的别称。张育林说，这台计算机的名字暗示着天津与“银河一号”计算机诞生地之间的合作。
　　2010年年底之前，这台由103个机柜组成、占地面积近千平方米、总重量155吨的庞大计算机将安装到中国两个国家级超级计算中心之一的天津中心，向国内
  

  
外用户提供超级计算服务。
　　“在现代科学发展中，计算已经成为与理论和实验并行的第3大引擎。”国家超级计算天津中心主任刘光明说，“天河一号”将在资源勘探、生物医药研究、航空航天装备研制、金融工程、新材料开发等方面得到广泛应用。
　　“‘天河’的平台是开放的，我们愿意与全世界共享中国的创新成果。”刘光明说。
　　(这是科研人员在对“天河一号”超级计算机在精选系统测试)
编辑本段科研意义
　　我国首台千万亿次超级计算机系统——“天河一号”由国防科学技术大学研制成功。在今天中国高性能计算机TOP100组织公布的2009年度前100强排名中，天河
   [天河一号 超级计算机]

天河一号 超级计算机
一号高居榜首。
　　有关专家认为，“天河一号”的诞生，是我国战略高技术和大型基础科技装备研制领域取得的又一重大创新成果，实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家。
　　“天河一号”在科技部的领导支持下，通过与天津市滨海新区密切合作，由国防科大计算机学院承担的国家863计划“千万亿次高效能计算机系统研制”课题的重大成果。该系统突破了多阵列可配置协同并行体系结构、高速率可扩展互连通信、高效异构协同计算、基于隔离的安全控制、虚拟化的网络计算支撑、多层次的大规模系统容错、系统能耗综合控制等一系列关键技术，系统峰值性能达每秒1206万亿次双精度浮点运算，内存总容量98TB，点点通信带宽每秒40Gb，共享磁盘容量为1PB，具有高性能、高能效、高安全和易使用等显著特点，综合技术水平进入世界前列。
　　超级计算机是世界高新技术领域的战略制高点，是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。各大国均将其视为国家科技创新的重要基础设施，投入巨资进行研制
   [工作人员在介绍天河一号]

工作人员在介绍天河一号
开发。我国首台千万亿次超级计算机系统的成功问世，是我国高性能计算机技术发展的又一重大突破，是国家和军队信息化建设的又一重要成果，为解决我国经济、科技等领域重大挑战性问题提供了重要手段，对提升综合国力具有重要战略意义。“天河一号”适用于大规模科学与工程计算。国防科大正与天津滨海新区密切合作，将“天河一号”广泛应用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘测和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、气象预报、
   [用数值模拟方法预报台风]

用数值模拟方法预报台风
气候预测、海洋环境数值模拟、短临地震预报、新材料开发和设计、土木工程设计、基础科学理论计算等方面。
　　据介绍，“天河一号”将作为天津滨海新区和国防科大共同建设的国家超级计算天津中心的业务主机，面向社会开放，实现资源共享，为国内外提供超级计算服务，同时带动高科技服务产业和高端信息产业发展，着力打造高新科技服务、产业技术创新、人才聚集培养三个平台，为经济、社会发展提供高科技支撑。
　　国防科大计算机学院是我国高性能计算机研制的重要基地，被中央军委授予“科技攻关先锋”荣誉称号。他们始终紧贴国家和军队重大战略需求，研制成功的“银河”系列高性能计算机在国家和国防建设的关键领域发挥了重要作用，为强军兴国作出了突出贡献。参加研制的广大科技人员表示，要进一步深入学习胡锦涛总书记关于提高自主创新能力，建设创新型国家的一系列重要论述，以攀登世界科技高峰的信心和勇气，大力弘扬“银河精神”，团结协作，顽强拼搏，在更高起点上推进我国高性能计算机事业的创新发展。
编辑本段使用芯片
　　芯片厂商Nvidia称，中国制造的新型超级计算机天河一号是全球运算速度最快的计算机，将配置逾7000颗Nvidia图形芯片。Nvidia官员称，该超级计算机由中国国防科技大学研制，安装在天津国家超级计算中心，功率相当于17.5万台笔记本电脑。（天河一号采用AMD的ATI4870，天河一号A采用Nvidia芯片）
　　　运算速度等于2.5 Petaflops，较美国田纳西州橡树岭国家实验室的全球第二大超级计算机速度快30%。中国超级计算机命名为天河一号，跨领域科学家和其它国家将使用该超级计算机。
　　Nvidia以设计高端计算机玩家购买的视频卡闻名，该公司技术已延伸至其它领域，包括模拟天体物理学和执行其它繁重数学任务的超级计算机。
　　超级计算机还用于医疗成像、石油勘探和天气预报领域。
　　计算机中采用的传统中央处理器可快速接连计算庞大的计算任务，图形处理器擅长同时执行数个小规模计算，便于执行特殊任务。
　　Nvidia产品营销副总裁乌杰西·德赛（Ujesh Desai）说：“如果我们超越传统游戏市场，需要扩大产品组合，这正是我们两年前投资功能强大的GPU项目的原因所在。”
　　用于天河一号的图形芯片是高端卡，每卡售价2500美元，天河一号还使用了逾1.4万颗英特尔中央处理器。
　　Nvidia称，全球最强大计算机中，有7台在美国，两台在中国，一台在德国。
　　部分专家指出，由于编程人员和主流芯片厂商如英特尔传统上关注中央处理器，一直未充分利用GPU。大家应该挖掘GPU潜力，改进普通电脑性能。
　　英特尔和竞争对手AMD计划在明年发布整合图形和传统处理器功能的微芯片。[3]
编辑本段世界排名
　　1993年，德国曼海姆大学汉斯、埃里克等人发起创建了全球超级计算机TOP500排名榜。TOP500已发展成为全世界最具权威的超级计算机排名榜，是衡量各国超级计算水平的最重要的参考依据。2009年6月TOP500排名中，美国占据291席，欧洲占据145席，亚洲49席，其中第1至第10名均为美国的产品，部署在美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室的IBM“Roadrunner（走鹃）”名列世界第一，峰值性能达1456万亿次，Linpack实测速度为1105万亿次。
　　参照2009年6月TOP500公布的结果，“天河一号”可以排在世界第4位。
　　TOP500于2009年11月16日公布了第34届全球超级计算机五百强排行榜，我国第一台国产千万亿次(峰值性能/PetaFlops)超级计算机“天河一号”位居第五位。排名第一的是著名超级计算机厂商Cray打造的，位于美国橡树岭国家实验室计算科学中心的“美洲虎”(Jaguar)，最大性能1.759PFlops，峰值性能2.331PFlops。
编辑本段我国第一
　　10月28日，2010全国高性能计算学术年会在北京召开，“天河一号”超级计算机排名榜首。
　　曙光“星云”超级计算机仅次于“天河一号”，位居第二。“天河一号”应用研发部部长孟祥飞博士介绍说，“天河一号”无论是实测速度还是峰值速度，都超过了国内其他超级计算机很多，并且也使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。此外，在理论上，峰值速度越快，其效率值就会越低，而“天河一号”在这方面也有所突破，在效率方面也远远领先国内其他的超级计算机。
　　“天河一号”超级计算机由6144个CPU和5120个GPU装在103个机柜组成，占地面积近千平方米，总重量达到155吨。这个“超级大脑”将在资源勘探、生物医药研究、航空航天装备研制、金融工程、新材料开发等方面得到广泛应用，并向国内外用户提供超级计算服务。[4]
编辑本段或夺头筹
　　据《纽约时报》28日报道，美国田纳西大学创新计算机实验室每半年发布一次的“世界最快电脑500强”名单即将问世，中国制造的超级计算机“天河一号”可能会夺得头筹。此消息一出，令超级计算机霸主美国心态纠结。美国橡树岭国家实验室超级计算机专家表示，目前没有任何一台超级计算机的运算速度和性能能与“天河一号”匹敌。《华尔街日报》称，中国新研制的超级计算机系统的性能有望在全球夺魁，再次显示出中国日益强大的科技实力可能给美国竞争力与国家安全带来的挑战。
　　据称，评选委员会用自己的标准对中国参选超级计算机“天河一号”进行了测算，发现其运行速度为上代冠军的1.4倍。不过，评奖委员会成员杰克?唐加拉表示：“到11月1日的时候评选才会结束，现在还不能下最后结论。但我个人认为，在评选结束之前，已经不可能有比（中国）这台电脑更快的机器出现了。”
　　美国彭博社称，中国致力于在超级计算机领域投资，以改善气候、基因学、替代能源、地震成像和国防的研究与模拟。自2002年开始在该技术领域投资以来，其高性能计算能力已提高至全球第三，仅次于美国和欧盟。同时，在排名世界前十的超级计算机中，中国拥有两台；相比之下，美国拥有7台。不过，下个月这一数据就会发生变化。据悉，在6月的“世界最快电脑500强”中，中国就占了其中24个席位。
　　据《纽约时报》报道，目前美国已计划制造更快的机器，以推动软件发展，方便研究者使用。等这些计算机出世仍需要数年时间，现在“中国才是王者”。
　　不过，美国著名计算机设计师史蒂夫?沃利奇则表示：“世界不会停止脚步。这只是暂时的情况”。[5]
编辑本段相关资料
　　今天，全国高性能计算学术年会在长沙召开，国防科技大学计算机学院在大会上发布了国内首台峰值性能超千万亿次的超级计算机系统——天河一号。
　　据悉，该超级计算机峰值性能1206万亿次双精度浮点数操作，LINPACK实测性能为560.3万亿次。该计算机系统的实测性能数据已经提交国际TOP500进行排名，按照2009年06月的性能数据，天河一号实测性能排列TOP500第四位，峰值性能列第三位。
　　天河一号不仅为国内首台千万亿次超级计算机，而且采用了创新的系统架构设计，达到了很高的能效，达到431.7 MFlops/ W,排列于Green500第五位。
　　天河一号采用6144个INTEL通用多核处理器和5120个AMD图形加速处理器,内存总容量98TB,点对点通信带宽40Gbps,而共享磁盘总容量则达到1PB。该超级计算机系统将部署于天津滨海新区国家超级计算天津中心作为业务主机。
　　曙光用的是微软的操作系统，“天河一号”的操作系统用的是我们的“银河麒麟”操作系统，在“银河麒麟”操作系统基础上进行改造的。“银河麒麟”是国防科技大学自主研制，目前我国等级最高的操作系统。它是自主研制的，它的内核、很多接口我国拥有自主知识产权；同时，它又能兼容国际上很多操作系统，主要是linux操作系统，因此能够广泛地支持第三方软件。
　　现在“银河麒麟”操作系统是我国商务部的援外产品，像我们对一些友好的第三世界国家出口的计算机上装的都是该系统。
编辑本段相关阅读
　　峰值性能１２０６万亿次是质的飞跃
　　２００８年９月下线的中国第一台超百万亿次超级计算机“曙光５０００Ａ”，运算峰值速度为每秒２３０万亿次。一年后，随着“天河一号”研制成功，中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒１２０６万亿次。 这个数字意味着，“天河一号”计算一天，一台配置Ｉｎｔｅｌ　双核ＣＰＵ、主频为２．５ＧＨｚ的微机需要计算１６０年。就共享存储总容量而言，“天河一号”的存储量相当于４个藏书量为２７００万册的国家图书馆。
　　“我听到‘天河一号’研制成功的消息时很震惊，我们原来预计千万亿次的计算机要到２０１０年底才在中国出现。”中国科学院软件所研究员张云泉说，“这是我国高性能计算机发展史上新的里程。” 高性能计算机又称巨型计算机或超级计算机。在超级计算机不断提高运算速度的过程中，千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。 美国早在上个世纪９０年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标，直到２００７年才实现。截至２００９年６月，世界上仅有３台千万亿次的计算机。 “国际计算机界认为，从百万亿次提升到千万亿次是一个质的变化，不可能通过单纯扩大规模来实现，而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说， “天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构，从而实现了系统性能的提升。 窦文华认为，这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力，将会成为下一代高新计算机的主流结构。 千万亿次计算机的出现，为中国高科技计划的实施提供了一个更为广阔的平台。 “某些领域的现实需求，已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说，气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此，“天河一号”投入使用后，必将推动科学研究的速度。 七大技术四大特点打造“中国第一” 一台千万亿次的“天河一号”，是否等于１０个百万亿次巨型机之和？中国科学院院士周兴铭说，系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。 “如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统，功率会大得惊人，用户可能连电费都付不起，同时机器的可靠性很低，根本无法稳定工作。表面上看‘干活’的器件多了，结果却是‘三个和尚没水吃’。”周兴铭说，“天河一号”采用７项关键技术，使得“一加一”的结果尽量接近“二”，从而发挥出机器最大的整体效能。 这７项技术包括：多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。周兴铭介绍说，由于采用了一系列创新技术，这台计算机具有四大特点：
　　——高性能。无论是１２０６万亿次的峰值性能，还是５６３．１万亿次的Ｌｉｎｐａｃｋ实测性能，均位于国内榜首、世界一流。
　　——低能耗。能耗是每瓦电创造的计算效能，“天河一号”目前能效为每瓦４．３亿次运算，与２００９年６月公布的Ｔｏｐ５００（全球超级计算机前５００强）排名第一的美国“走鹃”（Ｒｏａｄｒｕｎｎｅｒ）相当。参照２００９年６月公布的Ｇｒｅｅｎ５００（全球绿色超级计算机前５００强）排名，“天河一号”可以位居第５。
　　——高安全。“天河”实现了不同用户间数据和工作信息的相互隔离。对用户来说，相当于到银行租个保险柜，钥匙掌握自己手里。
　　——易使用。“傻瓜化”的操作界面和菜单、鼠标等常规操作，让机器的使用变得简单。同时，作为一台国际通用的标准化的超级计算机，“天河”上能运行来自各行业的各种程序，不存在兼容性问题。 公共服务设施承载三大功能 按照工程计划，“天河一号”将于２００９年底至２０１０年在天津市滨海新区落户，成为国家超级计算天津中心的业务主机，面向国内外提供超级计算服务。 “天河”工程办公室主任李楠说，“天河一号”在投入使用后将实现三大功能：第一，作为提供超级计算服务的全球公共科研设施，“天河”向国内外用户开放。无论身在何处，用户都可以通过国际互联网使用“天河”进行科学计算；第二，作为产业带动平台，“天河”上集中的当今时代最先进的信息技术将逐步转移到其他产业，从而解决国家与社会发展中的各种问题；第三，作为吸引人才的平台，“天河”将进一步汇聚来自世界各地的尖端技术人才，对国民经济和世界科技的可持续发展作出更多贡献。
　　目前中国的巨型计算机用户主要集中在石油勘探、天气预报、基础研究等领域。上个世纪末期，西方发达国家的汽车、建筑、动漫等行业已经开始普及巨型计算机。 “我国对高性能计算机的需求已经进入一个高峰期。”李楠说，“天河”将用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘探和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、环渤海生态动力和污染数值模拟、基础科学理论计算等方面。 与国家超级计算天津中心同时开始建设的，还有位于深圳的中心。这一南一北两个国家级的超级计算中心，将成为中国高科技发展的重要引擎。 超级计算机是否只是科学研究者的“专利”？李楠介绍说，超级计算机的应用与老百姓的生活息息相关，最常见的天气预报就是超级计算的结果。而随着超级计算机的服务能力在未来进一步拓展，很可能会诞生一个庞大的巨型机服务产业，面向个人用户提供服务。 “比方说，未来的天气预报可能进一步定时化，个人可以随时询问某个局部区域在某个特定时间段的天气情况。”李楠说。 超级计算机会代替人脑吗？ 如同一场你追我赶的比赛，每过几年甚至更短的时间，全世界超级计算机的运算速度就会刷新一次。超级计算机的能力有极限吗？它们是否会在未来代替人脑？科幻电影中计算机统治世界的故事，让人们对这一古老话题的猜想从未停止。 “计算机无法代替人脑。”国防科技大学教授李思昆说，人脑与计算机的一个根本区别在于，人能够发现规律，而计算机只能根据人发现的规律和设计的方法进行计算。 李思昆说，超级计算机之所以能与人对弈，就是因为人们把下棋的规律转化成了可以计算的模型。 “辩证法认为，世界是有规律的。但还有很多问题比如爱情，人类尚未发现其中的规律，而已经发现的规律中也有可计算的和不可计算的。换句话说，只要人类能够发现规律、并且找到方法把规律变成可计算的问题从而建立起物理和数学模型，计算机就能够替代人类在这些问题中的劳动。”李思昆说。 人脑的奇妙性，让科学计算与世界无限未知的哲学命题紧密相连。 仅就代数计算而言的话，“天河一号”一秒钟能进行１２０６万亿次计算，人却只能进行大约一次运算。然而，记住对方的长相这样一个人在瞬间就能完成的图像识别工作，计算机却要经历一个极其复杂的并行计算过程。
港媒评论
　　据中新网 香港《文汇报》22日刊出评论说，中国成功研制出“天河-1A”世界上最快的超级计算器，标志着中国的超级计算器综合技术水准进入世界领先行列，为中国在军事和国防上提供了现实用途和战略功能。
　　有观察家指出，“天河-1A”将为中国在气候预报等经济和民生领域提供更好的技术手段，不会对其它国家特别是美国造成什么“威胁”。
　　文章摘编如下：
　　近日，世界最权威的超级计算器排名榜“国际TOP500组织”公布了最新全球超级计算器500强排行榜，中国国防科技大学今年研制的“天河一号”二期系统(天河-1A)被评为世界运算最快的超级计算器，引起了人们的高度关注和热议。
　　美国《华尔街日报》发表报导称，“中国日益强大的科技实力给美国竞争力与国家安全带来挑战”；《美国之音》网站上的一则评论更是耸人听闻，“超级计算器上的速度优势会推动中国在尖端军事技术上的快速提升，这对美国和世界都是个不安和危险的信号”。
　　北京独立军事观察家认为，中国成功研制出“天河-1A”世界上最快的超级计算器，标志着中国的超级计算器综合技术水准进入世界领先行列，为中国高科技计划的实施提供了一个更为广阔的平台，在军事和国防上也具有现实的用途和战略功能。
　　计算器技术有战略意义
　　一是军机研制可驶入“快车道”。据军事专家介绍，在现代军机研究制造领域，巨型计算器有着不可替代的独特作用。
　　如国际上过去研制二代、三代战机普遍要在“风洞”中进行少则1年多则数年的定型试验，但现在依靠巨型计算器强大的计算能力和模拟技术，可以进行大量的仿真实验，周期可以缩短到数个月时间。
　　观察家认为，中国眼下正是研制军用运输机、歼击机、轰炸机及直升机的“黄金时期”，许多新设计的机型需要进行大量的“风洞”试验。
　　依靠自己新开发的“天河-1A”世界上最快的超级计算器，将使中国的新军机定型试验驶入“快车道”，一方面可以打破一些国家对我国实行的高新尖技术“封锁”，另一方面可以更好地落实国家“十二五”规划提出的“创新发展”、“节能环保”的新要求。
　　“天河一号”
　　二是联合作战研练有了“新平台”。为了取得更强大的联合作战能力，近年来西方发达国家加强了作战模拟研练，而超级计算器在这方面自然成了强劲的“推手”。
　　它可以根据现实情况预设成千上万种作战方案，然后通过计算和分析得出最优化的方案，从而使更为精密的作战模拟成为现实。
　　观察家指出，运算能力越强，可以预设的作战方案也就越多，计算速度也就越快，分析出来的结果也就越接近于实战的参数，这就可以使解放军提高基于信息系统体系作战能力的努力得到实际的帮助。
　　三是提高战略威慑有了“新手段”。据外电报导，美俄等国家为了维护战略核武器的领先地位，在削减数量的同时，加大了模拟核实验的力度。
　　如美国9月份就在内华达州地下约300米的实验室进行了亚临界核试验，超级计算器参与了实验室数据和以前核试验数据的数学模型综合分析。
　　观察家分析认为，由于“天河-1A”采用了中国自主研制的芯片，操作软件也是国防科大自主研制、国内安全等级最高的“麒麟操作系统”，它将为中国解决核武器发展提供新的重要手段，对保持中国“核武器库”的安全和威慑力有着积极的意义。
　　是发展不是“威胁”
　　观察家指出，中国研制成功世界上运算最快的超级计算器，是贯彻科技强国发展战略的必然结果，将为中国在气候预报、环境控制、系统生物学等经济和民生领域实现又好又快发展提供更好的技术手段，根本不会对其它国家特别是美国造成什么“威胁”。
　　实际上，经过重大技术升级与综合优化后的“天河-1A”也是开放发展的成果，它采用了美国公司生产的处理器，与美国的最新处理技术尚有明显的差距。
　　正如排行榜编撰人之一、美国田纳西大学计算器学教授杰克.唐加拉在接受新华社记者采访时表示的那样，中国在超级计算器领域的发展并非对美国领先地位造成“威胁”，但却可以看作是“美国正在失去高性能计算技术优势地位的一个迹象”。(妮尔砚 军事评论员)
编辑本段数字详解
　　峰值速度 4700万亿次
　　“天河一号”峰值运算速度为4700万亿次。做个换算对比，“天河一号”运算1小时，就相当于全国13亿人同时计算340年以上的时间。“天河一号”运算1天，就相当于1台双核的高档桌面电脑运算620年以上的时间。
　　存储容量 2000万亿字节
　　“天河一号”存储容量为2PB，也就是2千万亿个字节。做个换算对比，1个汉字平均为2个字节，“天河一号”即可在线存储1000万亿个汉字，相当于存储100万字的书籍10亿册。
　　24小时功耗 10万千瓦时
　　“天河一号”满负荷运行的总功耗是4.04兆瓦，也就是每小时耗电4040千瓦时，24小时满负荷工作耗电接近10万千瓦时。这个数字令人惊叹，但实际上“天河一号”在超级计算机当中是一台相对节能的、绿色的超级计算机。经过测算，它的能效值仅低于目前能效排名世界第一的IBM蓝色基因系统。
　　总重量 160吨
　　“天河一号”由140个机柜组成，占地约700平方米，总重量约160吨。大家站在“天河一号”前，会觉得它气势宏伟、震撼人心。但实际上，“天河一号”在世界上已有的千万亿次超级计算机中（多数是近千平方米的占地），算是一个身材苗条的小个子。
编辑本段使用进展
　　我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”的13排计算机柜已全部安装到位，计划从2010年9月开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。 2010年初，作为“天河一号”的首批设备，一个峰值性能达到百万亿次的计算机系统已在国家超级计算天津中心投入运行。“天河”百万亿次超级计算机系统现已提供24小时远程网络应用服务，运行状态良好。千万亿次计算机系统建成后，将把计算任务过渡到千万亿次系统。目前，国家超级计算天津中心在京津地区的用户数正逐步增加。
　　“天河一号”安装了由国防科技大学自主研制的“天河”高性能CPU芯片，全系统的整体计算处理能力大幅提升，在信息安全方面有更强的技术保障。
　　据了解，国家超级计算天津中心同天津市国际生物医药联合研究院、南开大学等单位合作，建立了生物医药信息处理平台；与国家动漫产业综合示范园合作，构建了包括渲染中心、特效影棚、动作捕捉系统等在内的高速动漫设计平台；中心还建立了计算机辅助设计和仿真分析平台，为新能源新材料、航空航天装备研制等新兴产业提供高性能计算服务。
　　据介绍，国家超级计算天津中心还将面向石油勘探、金融风险分析、云计算、三网合一视频数据存储等重要领域开展计算服务。
　　2009年10月29日，国防科技大学成功研制出的峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机在长沙亮相。我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
　　超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点。以“天河一号”承担的“中新生态城动漫渲染平台”项目为例，普通电脑需一个月完成的运算任务，“天河一号”只需一天。

最近搞计算物理的表示非常羡慕...

不能！因为你不觉得用这台电脑玩游戏比较2吗？
水星人 发表于 2010-12-23 21:29

                               
登录/注册后可看大图

只要想的话,肯定能

V5——震撼！