“天(tian)(tian)河一(yi)號(hao)”超(chao)級計算(suan)機由中(zhong)(zhong)國(guo)國(guo)防(fang)科(ke)學(xue)技術大學(xue)研制,部署(shu)在天(tian)(tian)津的國(guo)家超(chao)級計算(suan)機中(zhong)(zhong)心(xin),其測試運算(suan)速度(du)可以達到每(mei)秒2570萬億(yi)次。2009年10月29日,作(zuo)為第(di)一(yi)臺國(guo)產千萬億(yi)次超(chao)級計算(suan)機“天(tian)(tian)河一(yi)號(hao)”在湖南長沙(sha)亮相(xiang)。
“天河一號”超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機(ji)使(shi)用由中國自行研(yan)發的(de)(de)“龍(long)”芯(xin)片。而每秒鐘(zhong)1206萬(wan)億(yi)(yi)次的(de)(de)峰值速度(du),和每秒563.1萬(wan)億(yi)(yi)次運行速度(du)的(de)(de)Linpack實(shi)測性能使(shi)這臺被命名(ming)為“天河一號”的(de)(de)超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機(ji)位居同日公(gong)布的(de)(de)中國超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機(ji)前(qian)100強之首,也使(shi)中國成(cheng)為繼美(mei)國之后世(shi)界(jie)上第二個能夠(gou)自主(zhu)研(yan)制(zhi)千(qian)萬(wan)億(yi)(yi)次超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)國家。
該超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)峰(feng)值性(xing)(xing)能速(su)度(du)(du)(du)能達到(dao)每秒1206萬億(yi)次雙精度(du)(du)(du)浮點數(shu),而LINPACK實測(ce)(ce)性(xing)(xing)能速(su)度(du)(du)(du)達到(dao)每秒563.1萬億(yi)次。該計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)系統的以上兩項實測(ce)(ce)性(xing)(xing)能數(shu)據已(yi)經向負責(ze)為(wei)國際(ji)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)進(jin)行TOP500排名(ming)的統計(ji)(ji)(ji)(ji)組織進(jin)行提(ti)交,按照(zhao)此(ci)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)在二零(ling)零(ling)九年六月份進(jin)行的性(xing)(xing)能測(ce)(ce)試數(shu)據來看,“天(tian)(tian)河(he)一(yi)號”超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)的實測(ce)(ce)性(xing)(xing)能可以排列在本(ben)年度(du)(du)(du)TOP500排名(ming)的第四位(wei),至于(yu)(yu)“天(tian)(tian)河(he)一(yi)號”超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)的峰(feng)值性(xing)(xing)能則可以排列本(ben)年度(du)(du)(du)TOP500排名(ming)的第三位(wei)。這個速(su)度(du)(du)(du)意味著如果使(shi)用“天(tian)(tian)河(he)一(yi)號”超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)運(yun)行計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)一(yi)秒鐘,其運(yun)行速(su)度(du)(du)(du)則相當(dang)(dang)于(yu)(yu)全國十三億(yi)人連續(xu)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)八(ba)十八(ba)年。而如果用天(tian)(tian)河(he)一(yi)號計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)一(yi)天(tian)(tian),則相當(dang)(dang)于(yu)(yu)使(shi)用一(yi)臺當(dang)(dang)前作為(wei)主流機(ji)(ji)(ji)型的微型計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)連續(xu)運(yun)行計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)一(yi)百(bai)六十年之久。“天(tian)(tian)河(he)一(yi)號”超(chao)級(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)的存儲量(liang),則相當(dang)(dang)于(yu)(yu)四個國家圖書(shu)館藏書(shu)量(liang)之和(he)。
天河(he)一(yi)號(hao)不僅為國內首臺達到千萬億(yi)次運(yun)行(xing)速度的(de)超級計算機(ji),而且在架構設計上采(cai)用了創新的(de)系(xi)統架構設計;達到了很高的(de)能效,達到431.7 MFlops/ W。排列于2009年已經達到Green500第(di)五位。
天河一號采用(yong)6144個英特(te)爾INTEL通(tong)用(yong)多核處理器和(he)5120個AMD圖形加(jia)速處理器,其內(nei)存總容(rong)量(liang)98TB。至于點對點通(tong)信的(de)帶寬就達到了40Gbps,而其用(yong)于共享的(de)磁(ci)盤總容(rong)量(liang)則達到1PB。該超級(ji)(ji)計算機系統(tong)將部署于設立在天津濱海新(xin)區的(de)國(guo)家超級(ji)(ji)計算天津中心作為業務主機。
截止到2010年(nian)止,中國(guo)國(guo)防科(ke)技(ji)大學在原有的(de)(de)“天河一(yi)號”超(chao)級(ji)計(ji)算機(ji)的(de)(de)基(ji)礎上,對其加速(su)節(jie)點進行(xing)了(le)擴(kuo)充與升級(ji)。新的(de)(de)天河一(yi)號A超(chao)級(ji)計(ji)算機(ji)系統已經完(wan)成(cheng)了(le)安裝部署,其實測運算能(neng)力從上一(yi)代的(de)(de)每秒563.1萬億(yi)次(ci)倍增至2507萬億(yi)次(ci),成(cheng)為世界上最(zui)快的(de)(de)超(chao)級(ji)計(ji)算機(ji)。
截(jie)止(zhi)2010年11月止(zhi),天河一(yi)號創下世(shi)界(jie)紀錄協(xie)會的有關超(chao)(chao)(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)(ji)方面最快(kuai)運(yun)行(xing)(xing)(xing)速度(du)的世(shi)界(jie)紀錄。此前的最快(kuai)運(yun)行(xing)(xing)(xing)世(shi)界(jie)記錄由(you)美(mei)國政府(fu)能(neng)源部下屬橡樹嶺國家實(shi)驗(yan)室研發(fa)的“美(mei)洲豹”超(chao)(chao)(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)(ji)所(suo)保(bao)持,“美(mei)洲豹”超(chao)(chao)(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)(ji)的實(shi)測(ce)(ce)運(yun)算(suan)速度(du)可(ke)達每秒(miao)1750萬(wan)億次。但今其在排行(xing)(xing)(xing)榜上的排名(ming)(ming)則被(bei)“天河一(yi)號”取代,導致其在新榜單中(zhong)其排名(ming)(ming)下滑一(yi)位至第二位。排名(ming)(ming)第三的是由(you)來(lai)自中(zhong)國的民營企業曙(shu)光(guang)公司所(suo)研制的“星云”高性能(neng)大型超(chao)(chao)(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)(ji),其實(shi)測(ce)(ce)運(yun)算(suan)速度(du)達到每秒(miao)1270萬(wan)億次。
2019年1月16日,從(cong)國家超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)天津中心和(he)正在此間(jian)舉行的天津市(shi)第十(shi)七屆人大二次會議上獲悉,從(cong)2014年開始,部署在國家超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)天津中心的我(wo)國首臺千萬億(yi)(yi)次超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)(suan)機“天河一號”已連續5年滿負(fu)荷運行。每天并發在線計(ji)算(suan)(suan)任務1400余(yu)項(xiang),每年完成任務335萬余(yu)項(xiang),為(wei)全(quan)國3000余(yu)個團(tuan)隊和(he)單(dan)位服務,為(wei)企業帶(dai)來經濟效益(yi)累計(ji)近百億(yi)(yi)元。
2010年10月28日,全國高性能計算(suan)學術年會在北京召開,“天河(he)一(yi)號”超(chao)級計算(suan)機(ji)排(pai)名榜首。
曙光“星(xing)云(yun)”超(chao)級(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)僅次(ci)于“天河(he)一號(hao)”,位居第二。“天河(he)一號(hao)”無論是實測速(su)度還是峰值(zhi)速(su)度,都超(chao)過了國(guo)(guo)(guo)內其(qi)(qi)他超(chao)級(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)很多,并且也(ye)使(shi)中國(guo)(guo)(guo)成為繼(ji)美國(guo)(guo)(guo)之后(hou)世(shi)界上第二個能夠研制千萬(wan)億次(ci)超(chao)級(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)的(de)國(guo)(guo)(guo)家。此外(wai),在理論上,峰值(zhi)速(su)度越(yue)快(kuai),其(qi)(qi)效(xiao)率值(zhi)就(jiu)會越(yue)低,而“天河(he)一號(hao)”在這方(fang)面(mian)也(ye)有(you)所突破,在效(xiao)率方(fang)面(mian)也(ye)遠(yuan)遠(yuan)領先國(guo)(guo)(guo)內其(qi)(qi)他的(de)超(chao)級(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)。
“天河一(yi)號”超級(ji)計算(suan)(suan)機(ji)由6144個CPU和5120個GPU裝在103個機(ji)柜(ju)組成,占地面積近千平方米,其總重量達到155噸。這個“超級(ji)大腦”將(jiang)在資源勘探、生物醫藥(yao)研究、航空航天裝備研制、金融工程、新(xin)材料(liao)開發等方面得到廣泛(fan)應(ying)用,并向(xiang)國內外用戶提供超級(ji)計算(suan)(suan)服務(wu)。
超(chao)級計(ji)算機(ji)TOP500排行榜是全世界最權(quan)威(wei)的(de)(de)超(chao)級計(ji)算機(ji)排行榜。從1993年起作為對全球已安裝的(de)(de)超(chao)級計(ji)算機(ji)進行排名的(de)(de)權(quan)威(wei)機(ji)構,國際超(chao)級計(ji)算機(ji)TOP500組織以(yi)計(ji)算機(ji)實(shi)測(ce)速度(即Linpack測(ce)試(shi)值)為基準,以(yi)每年兩(liang)次(ci)的(de)(de)發布方式發布世界上(shang)最快的(de)(de)500臺超(chao)級計(ji)算機(ji)排名。
1993年,由德國曼海姆(mu)大學(xue)漢斯、埃里克等人發(fa)起創建了全(quan)球超(chao)級計算(suan)機TOP500排名榜;已(yi)經發(fa)展成為(wei)全(quan)世界最具權威(wei)的超(chao)級計算(suan)機排行榜;是(shi)用(yong)來衡量各國研發(fa)的超(chao)級計算(suan)水平(ping)的最重要(yao)的參考依據。
在2009年(nian)6月的TOP500排名中,美(mei)(mei)(mei)國(guo)占據了(le)(le)(le)291席(xi)(xi),而歐(ou)洲占據了(le)(le)(le)145席(xi)(xi),但亞洲則(ze)只占據了(le)(le)(le)49席(xi)(xi),其(qi)中第(di)1至第(di)10名均(jun)為美(mei)(mei)(mei)國(guo)的產品,部署(shu)在美(mei)(mei)(mei)國(guo)能源部洛(luo)斯(si)(si)阿拉莫(mo)斯(si)(si)國(guo)家實驗室的IBM“Roadrunner(走鵑(juan))”名列(lie)世界(jie)第(di)一,峰值性能達1456萬億(yi)次,Linpack實測速(su)度為1105萬億(yi)次。參照2009年(nian)6月公布的TOP500排行榜結果,“天河一號”可以排在世界(jie)第(di)4位。
在國(guo)際(ji)超(chao)(chao)級(ji)計算機TOP500組織于2009年11月16日公(gong)布了第34屆全球超(chao)(chao)級(ji)計算機五百強排(pai)行榜,我國(guo)第一(yi)(yi)臺國(guo)產千萬億次(峰值(zhi)性(xing)能(neng)(neng)/PetaFlops)超(chao)(chao)級(ji)計算機“天河一(yi)(yi)號”位居全球第五位。排(pai)名(ming)(ming)第一(yi)(yi)的是著名(ming)(ming)超(chao)(chao)級(ji)計算機廠商Cray打造的,位于美國(guo)橡(xiang)樹嶺(ling)國(guo)家實驗室計算科學中心的“美洲虎”(Jaguar),最大性(xing)能(neng)(neng)1.759PFlops,峰值(zhi)性(xing)能(neng)(neng)2.331PFlops。
而據(ju)《紐約時(shi)報(bao)》2010年10月28日(ri)報(bao)道(dao),美(mei)國(guo)(guo)田納西大(da)學創新計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)實驗室(shi)每半年發布一(yi)(yi)次(ci)的(de)(de)世界(jie)最快超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)TOP500名單即(ji)將問世,中國(guo)(guo)制(zhi)造的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)“天(tian)(tian)河一(yi)(yi)號(hao)”可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)會(hui)奪得頭籌。此消息一(yi)(yi)出(chu),令身為超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)霸主的(de)(de)美(mei)國(guo)(guo)心態糾結(jie)。美(mei)國(guo)(guo)橡樹嶺國(guo)(guo)家(jia)實驗室(shi)超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)專家(jia)表示,就目前而言(yan)暫(zan)時(shi)沒有任何一(yi)(yi)臺(tai)超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)運算(suan)(suan)(suan)速度和(he)性(xing)能(neng)(neng)(neng)能(neng)(neng)(neng)與(yu)“天(tian)(tian)河一(yi)(yi)號(hao)”匹敵。《華(hua)爾街日(ri)報(bao)》稱,中國(guo)(guo)新研制(zhi)的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)系統(tong)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)有望在全球(qiu)奪魁(kui),再次(ci)顯示出(chu)中國(guo)(guo)日(ri)益強大(da)的(de)(de)科技(ji)實力(li)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)給美(mei)國(guo)(guo)競爭力(li)與(yu)國(guo)(guo)家(jia)安全帶來的(de)(de)挑(tiao)戰。
據稱,評選委(wei)員(yuan)會用自己的(de)標(biao)準對中國參選超(chao)級計算機(ji)“天(tian)河一號”進(jin)行(xing)了(le)測算,發現(xian)其(qi)運(yun)行(xing)速度為(wei)上代冠軍的(de)1.4倍(bei)。不過(guo),評獎委(wei)員(yuan)會成員(yuan)杰克 唐加拉(la)表示:“到11月1日的(de)時候評選才會結束,現(xian)在(zai)還不能下最(zui)后結論。但我個人認為(wei),在(zai)評選結束之前,已經不可(ke)能有比(bi)(中國)這臺(tai)電(dian)腦更快的(de)機(ji)器出現(xian)了(le)。”
美(mei)國(guo)彭(peng)博(bo)社稱,中(zhong)國(guo)致力于(yu)在(zai)(zai)超(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)領域投資,以(yi)改善氣候、基因學、替代能源、地震成(cheng)像和(he)國(guo)防的研究與模擬。自2002年開始在(zai)(zai)該技術領域投資以(yi)來,其高(gao)性能計算(suan)能力已提高(gao)至(zhi)全(quan)球(qiu)第三,僅次于(yu)美(mei)國(guo)和(he)歐盟。同時在(zai)(zai)排名世(shi)界前十的超(chao)級(ji)計算(suan)機(ji)中(zhong),中(zhong)國(guo)擁有(you)兩臺(tai);兩者相比(bi)之下,美(mei)國(guo)擁有(you)七臺(tai)。不過下個月這一數據就(jiu)會(hui)發生變化。據悉(xi),在(zai)(zai)6月的“世(shi)界最(zui)快電腦500強”中(zhong),中(zhong)國(guo)就(jiu)占了其中(zhong)24個席位。
據《紐約時報》報道,美國(guo)已計劃制造更快的機器,以推(tui)動軟件發展,方便研(yan)究者使用(yong)。等這些計算機出世仍需要數年時間,現在(zai)“中國(guo)才是(shi)王者”。
不過,美(mei)國著名計算機設計師(shi)史蒂夫沃(wo)利奇則表示:“世界不會停(ting)止腳步。這只是(shi)暫時的(de)情況”。
2010年11月14日公布的是第(di)36版排行(xing)榜“天河一號”改進型排名世界第(di)一。
后來,TOP500組織于2011年11月(yue)15日公布了第38屆全球超級(ji)計算機五百(bai)強排行榜,日本理化學研究所與富士通共同研發的(de)(de)超級(ji)電腦“京”,取代了來自(zi)中(zhong)國(guo)的(de)(de)“天(tian)河(he)一(yi)(yi)號”,在最新全球超級(ji)電腦500強排名中(zhong)位(wei)列第一(yi)(yi)。研究所說,“京”配備了864個機柜,使用了88,128顆富士通生產(chan)的(de)(de)八核(he)CPU,僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是“天(tian)河(he)一(yi)(yi)號”核(he)心數量的(de)(de)八倍,其(qi)運算速度(du)為每(mei)秒10,510萬(wan)億次(ci),遠遠快(kuai)過了“天(tian)河(he)一(yi)(yi)號”的(de)(de)2600萬(wan)億次(ci),達到了“天(tian)河(he)一(yi)(yi)號”的(de)(de)四(si)倍。
2012年(nian)(nian)6月18日(ri),國(guo)(guo)(guo)(guo)際超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)電(dian)腦(nao)(nao)組(zu)織(zhi)公布的(de)(de)全球超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)電(dian)腦(nao)(nao)500強名(ming)(ming)(ming)單中,“天(tian)(tian)河(he)一號”排名(ming)(ming)(ming)全球第(di)五。美國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)電(dian)腦(nao)(nao)技術(shu)在(zai)過去(qu)一年(nian)(nian)中突飛(fei)猛進,由美國(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)際商業(ye)機(ji)器公司(si)(IBM)最(zui)(zui)新(xin)研(yan)制的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算機(ji)“紅杉”(Sequoia),為美國(guo)(guo)(guo)(guo)重新(xin)奪(duo)得(de)全球最(zui)(zui)快超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算機(ji)寶(bao)座。這是繼2009年(nian)(nian)后美國(guo)(guo)(guo)(guo)再次奪(duo)回“世界第(di)一電(dian)腦(nao)(nao)”的(de)(de)頭銜。排名(ming)(ming)(ming)前十的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算機(ji)系(xi)統(tong)實測運算速度都超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)過每(mei)秒千(qian)萬億次,其(qi)中美國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算機(ji)有3個,中國(guo)(guo)(guo)(guo)和(he)德國(guo)(guo)(guo)(guo)2個,日(ri)本(ben)、法(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)和(he)意大利各1個。中國(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)家超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算天(tian)(tian)津中心的(de)(de)“天(tian)(tian)河(he)一號”超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)電(dian)腦(nao)(nao)在(zai)最(zui)(zui)新(xin)排名(ming)(ming)(ming)中名(ming)(ming)(ming)列第(di)五;另外超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)計算深圳中心的(de)(de)“星云”超(chao)(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)(ji)電(dian)腦(nao)(nao)排名(ming)(ming)(ming)第(di)十。
天河一號
–6144個通用處理器(3072x2 Intel Quad Core Xeon E5540 2.53GHz/E5540 3.0GHz);
–5120個加速處理器(2560 ATI Radeon 4870x2 575MHz)
–內(nei)存(cun)總容量98TB;
–點(dian)點(dian)通信帶寬40Gbps;
–共享磁(ci)盤總(zong)容(rong)量為1PB
天河一號A
–2048顆我(wo)國仿(fang)制sun公司的UltraSparc T2處(chu)(chu)理器(飛騰FT-1000)八核(he)心處(chu)(chu)理器
–14336顆Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心處(chu)理器
–7168塊NVIDIA Tesla M2050高性能(neng)計算卡
–計(ji)算陣(zhen)(zhen)列(lie)、加速陣(zhen)(zhen)列(lie)、服務陣(zhen)(zhen)列(lie),以及互連通信子系(xi)統(tong)、I/O存儲子系(xi)統(tong)和監(jian)控診(zhen)斷(duan)子系(xi)統(tong)等
–2560個計算結(jie)點;
–每個計算結點(dian)集成2個Intel CPU,配32GB內存。
–2560個加速結(jie)點(dian);
–每個加速(su)結(jie)點含2個NVIDIA? Tesla? C2050/2070 GPU、 2GB顯存。
–512個服務結點;
–每個(ge)服務(wu)結點含2個(ge)Intel EP CPU、32GB內存。
–采用兩級Infiniband QDR互;
–單個通(tong)信鏈(lian)路(lu)的通(tong)信帶寬為(wei)40Gbps、延遲1.2μs。
–采用(yong)全局(ju)分布共享并行I/O系統結構;
–磁(ci)盤總容量1PB。
監控
–采用分布式集中管(guan)理結(jie)構,實(shi)現全系統的實(shi)時安全監測、系統控制和(he)調試診斷(duan)等功能。
–操作(zuo)系統(tong)、編譯(yi)系統(tong)、資源(yuan)管(guan)理(li)系統(tong)和并行程序(xu)開發環(huan)境(jing)等四(si)部(bu)分組(zu)成(cheng)。
–操作系統采用64位Linux;
–面(mian)向高(gao)性能并行計(ji)算、支持能耗管(guan)理(li)、虛擬化和安全(quan)隔離等進行了針對性設計(ji)。
“天河一號”的操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)用的是我國(guo)(guo)的“銀河麒(qi)麟”操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong),在“銀河麒(qi)麟”操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)基礎上進行改造的。“銀河麒(qi)麟”是國(guo)(guo)防科技大(da)學自(zi)主研(yan)制(zhi)(zhi),目前(qian)我國(guo)(guo)等級最高的操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。它是自(zi)主研(yan)制(zhi)(zhi)的,它的內核、很(hen)多接口我國(guo)(guo)擁有自(zi)主知(zhi)識產(chan)權;同時(shi),它又能兼容國(guo)(guo)際上很(hen)多操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong),主要是linux操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong),因(yin)此能夠(gou)廣泛地支持(chi)第三方軟(ruan)件。
–支持C、C++、Fortran77/90/95、Java語言;
–支持OpenMP、MPI并行編程;
–提供異(yi)構(gou)協同編程(cheng)框架,高效發揮CPU和GPU的(de)協同計(ji)算能力(li)。
–提(ti)供(gong)全系統(tong)資(zi)源統(tong)一視圖,實現多策略資(zi)源分配與作業(ye)調度,有效提(ti)高資(zi)源利用(yong)率(lv)和系統(tong)吞吐率(lv)。
–并行程(cheng)序(xu)開發環(huan)境(jing)提供一體(ti)化圖形用戶(hu)界(jie)面,支(zhi)持應用程(cheng)序(xu)的調試和性能分析(xi)。
1.206PFlops,LINPACK測試性能(neng)563.1TFlops@575MHz,超(chao)過2009年6月TOP500第四位。
431.7MFlops/W,超(chao)過(guo)2009年(nian)6月Green500第五(wu)位。
符(fu)合(he)B2級安全(quan)標準(zhun),提供基(ji)于隔離(li)的用戶(hu)安全(quan)工作環境
提供統(tong)一的全系統(tong)資(zi)源管理視圖、友好的系統(tong)管理使用界(jie)面、一體化(hua)(hua)的并行應用集成開發環境和(he)虛擬化(hua)(hua)的網絡計算環境。
–石油勘探數(shu)據處理;
–生物(wu)醫藥研究;
–航空(kong)航天(tian)裝(zhuang)備研制;
–資源勘(kan)測和衛星遙感數據處理;
–金融(rong)工程數據分析;
–氣象預(yu)報和氣候預(yu)測;
–海洋環(huan)境數值模擬;
–短(duan)期地震預(yu)報;
–新材料(liao)開發和(he)設計;
–土木工程設(she)計;
–基礎科學理論計(ji)算(suan)等。
芯(xin)片廠商Nvidia稱(cheng),中(zhong)國(guo)制造的新型超(chao)(chao)級計(ji)算機(ji)天(tian)(tian)河(he)一號是全球運算速度最快的計(ji)算機(ji),將配置逾7000顆Nvidia圖形(xing)芯(xin)片。Nvidia官員稱(cheng),該超(chao)(chao)級計(ji)算機(ji)由中(zhong)國(guo)國(guo)防科技(ji)大學研制,安裝在天(tian)(tian)津國(guo)家超(chao)(chao)級計(ji)算中(zhong)心,功(gong)率相當于17.5萬(wan)臺筆記本電腦。(天(tian)(tian)河(he)一號采用(yong)(yong)AMD的ATI4870,天(tian)(tian)河(he)一號A采用(yong)(yong)Nvidia芯(xin)片)
運算速度(du)等于2.5 Petaflops,較(jiao)美國田納西州橡樹(shu)嶺國家(jia)實驗室的(de)全球第二大超級計(ji)算機速度(du)快30%。中國超級計(ji)算機命名為天河(he)一號,跨(kua)領域(yu)科學家(jia)和其(qi)它國家(jia)將使用(yong)該超級計(ji)算機。
Nvidia以設計高端計算機(ji)玩家購買的視頻(pin)卡聞名,該公司技術已(yi)延伸至(zhi)其它(ta)領域,包括模擬(ni)天體物理(li)學和(he)執行其它(ta)繁重(zhong)數學任(ren)務(wu)的超級計算機(ji)。
超(chao)級計算機還用于醫療成像、石油(you)勘探和天氣預報領(ling)域。
計(ji)算機中采用的傳統中央處(chu)理器(qi)可(ke)快速(su)接(jie)連計(ji)算龐大(da)的計(ji)算任務,圖形(xing)處(chu)理器(qi)擅長同時執行數個小規(gui)模計(ji)算,便(bian)于(yu)執行特殊任務。
Nvidia產品營(ying)銷副總裁烏杰西·德賽(Ujesh Desai)說(shuo):“如果我們超越傳(chuan)統游戲市場,需要擴大產品組合,這(zhe)正是我們兩年前投資功能強大的GPU項目的原因所在(zai)。”
用(yong)于天河一號(hao)的圖形(xing)芯片是(shi)高端卡,每卡售價2500美元,天河一號(hao)還使(shi)用(yong)了逾(yu)1.4萬顆(ke)英特(te)爾(er)中央處理器。
Nvidia稱(cheng),全球最強(qiang)大計(ji)算機中,有7臺(tai)在(zai)美(mei)國(guo),兩臺(tai)在(zai)中國(guo),一臺(tai)在(zai)德國(guo)。
部分專家指出(chu),由于編程人員和主流芯片廠商如英(ying)特爾傳統(tong)上(shang)關(guan)注中央處理器,一直未充分利用GPU。大家應該挖掘(jue)GPU潛力,改進普通電(dian)腦性能。
英特爾(er)和競爭對手(shou)AMD計劃在(zai)2011年發布(bu)整合圖形和傳統處理(li)器功能的微芯片。
作為中國高技術研究發展計劃(hua)(863計劃(hua))中的一個(ge)重大項目,“天河一號”的設(she)計始于(yu)2008年(nian)。
“隨(sui)著(zhu)我國(guo)經濟的發(fa)展,環境控制、生物醫藥等領(ling)域(yu)已經對(dui)千萬億次(ci)甚至更高性(xing)能的計算機提出(chu)了現實需(xu)求(qiu)。”國(guo)防科技大學校長張育林說。
國(guo)防科技大(da)學(xue)是“天河一號”的研制者。1983年面(mian)世的中國(guo)第一臺億(yi)次計算機“銀河一號”,同樣誕生在這(zhe)所大(da)學(xue)。
“超級(ji)計算(suan)機(ji)的(de)研制歷程表明,我們(men)要在高(gao)技(ji)(ji)術(shu)領域有所作(zuo)為(wei),必須走一條中國特色的(de)自主創(chuang)新(xin)之路。”張育(yu)林(lin)說(shuo),“一味追求國際(ji)排名是沒有意義的(de),只有在核心(xin)技(ji)(ji)術(shu)、實際(ji)效益和人才(cai)培(pei)養上不(bu)斷實現新(xin)的(de)突破(po),科學研究才(cai)有了持續(xu)發展(zhan)的(de)動(dong)力(li)。”
采(cai)用了(le)“多陣列可配置協同(tong)(tong)并行(xing)體系結構(gou)”等7項關鍵創新技(ji)(ji)術(shu)的(de)“天(tian)河(he)一號”,綜合(he)技(ji)(ji)術(shu)水平(ping)(ping)位居世界前(qian)列,具有高性(xing)能(neng)、高能(neng)效、高安全和易使用的(de)特(te)點。在實現技(ji)(ji)術(shu)跨越的(de)同(tong)(tong)時,由(you)200多人(ren)組成、平(ping)(ping)均年齡為36歲(sui)的(de)“天(tian)河(he)”團隊還首次嘗試了(le)軍(jun)地合(he)作、多家單(dan)位協同(tong)(tong)攻關的(de)開發模(mo)式。
中國(guo)傳統文化里,“天(tian)河”是銀河的(de)別稱。張育(yu)林說,這臺(tai)計算機的(de)名字暗示著天(tian)津與“銀河一號”計算機誕(dan)生地之(zhi)間的(de)合(he)作。
2010年年底之前(qian),這臺由103個(ge)機柜組成、占地面(mian)積近千(qian)平方(fang)米(mi)、總重量(liang)155噸(dun)的龐大計算(suan)機將安(an)裝到中國兩個(ge)國家級超級計算(suan)中心之一的天津(jin)中心,向國內外用戶提供(gong)超級計算(suan)服務(wu)。
“在現代科學發展中(zhong),計算已經成為(wei)與理論和實驗并行的第3大引(yin)擎。
”國家超級計算天(tian)津(jin)中心主任劉(liu)光(guang)明說,“天(tian)河一號”將在資源勘探、生物醫藥研究、航空航天(tian)裝備研制(zhi)、金融(rong)工程、新材料開發等方面得到廣泛應用(yong)。
“‘天河’的(de)平臺是開放的(de),我(wo)們愿意與(yu)全(quan)世界共享中國(guo)的(de)創新(xin)成果。”劉光明說。
圖(tu)中是(shi)科研(yan)人員在對“天河一(yi)號”超級計算(suan)機在精選(xuan)系(xi)統(tong)測試(shi)。
中(zhong)(zhong)國首(shou)臺千萬(wan)億次超級計算機(ji)系統(tong)——“天河一號”由國防(fang)科學技術大學研制成功。在中(zhong)(zhong)國高性能計算機(ji)TOP100組織(zhi)公布的2009年度(du)前100強(qiang)排(pai)名中(zhong)(zhong),天河一號高居榜(bang)首(shou)。
有關專家認(ren)為(wei),“天(tian)河一號”的(de)誕(dan)生,是我(wo)國戰略高(gao)技術和(he)大型基礎科技裝備研制領(ling)域取得的(de)又一重大創新成果,實現了(le)我(wo)國自主研制超(chao)級(ji)(ji)計算(suan)機能力從(cong)百萬(wan)(wan)億(yi)次到(dao)千萬(wan)(wan)億(yi)次的(de)跨(kua)越,使(shi)我(wo)國成為(wei)繼美國之(zhi)后(hou)世界上第二個(ge)能夠研制千萬(wan)(wan)億(yi)次超(chao)級(ji)(ji)計算(suan)機系統的(de)國家。
“天(tian)河一(yi)號”在科(ke)技(ji)部的(de)(de)領導支持下(xia),通過(guo)與天(tian)津(jin)市濱(bin)海新區密切(qie)合(he)作(zuo),由國(guo)防科(ke)大(da)計(ji)(ji)算機學(xue)院承(cheng)擔(dan)的(de)(de)國(guo)家863計(ji)(ji)劃(hua)“千萬(wan)億(yi)次(ci)高(gao)效(xiao)(xiao)能計(ji)(ji)算機系(xi)統研制(zhi)(zhi)”課題(ti)的(de)(de)重大(da)成(cheng)果。該系(xi)統突破(po)了(le)多陣(zhen)列(lie)可(ke)配置(zhi)協同并行體系(xi)結構、高(gao)速率可(ke)擴展互連通信(xin)、高(gao)效(xiao)(xiao)異(yi)構協同計(ji)(ji)算、基于(yu)隔離(li)的(de)(de)安(an)全(quan)控制(zhi)(zhi)、虛擬化的(de)(de)網絡計(ji)(ji)算支撐(cheng)、多層次(ci)的(de)(de)大(da)規(gui)模系(xi)統容(rong)錯、系(xi)統能耗(hao)綜(zong)合(he)控制(zhi)(zhi)等(deng)一(yi)系(xi)列(lie)關鍵(jian)技(ji)術(shu),系(xi)統峰值性(xing)能達(da)每秒(miao)1206萬(wan)億(yi)次(ci)雙精度浮(fu)點(dian)運(yun)算,內(nei)存總容(rong)量98TB,點(dian)點(dian)通信(xin)帶寬(kuan)每秒(miao)40Gb,共享磁盤容(rong)量為1PB,具有高(gao)性(xing)能、高(gao)能效(xiao)(xiao)、高(gao)安(an)全(quan)和(he)易使用等(deng)顯著特點(dian),綜(zong)合(he)技(ji)術(shu)水(shui)平進入世界前列(lie)。
超(chao)級計(ji)算機是(shi)(shi)世界高新技術(shu)領域的(de)戰略(lve)制(zhi)高點,是(shi)(shi)體(ti)現(xian)科(ke)(ke)技競(jing)爭力和綜(zong)合(he)(he)國(guo)(guo)力的(de)重(zhong)(zhong)要(yao)標(biao)志。各大(da)國(guo)(guo)均將(jiang)其視為國(guo)(guo)家(jia)科(ke)(ke)技創新的(de)重(zhong)(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)設(she)施,投入(ru)巨資(zi)進行(xing)研制(zhi)開發(fa)。我(wo)國(guo)(guo)首臺千萬億(yi)次超(chao)級計(ji)算機系統的(de)成功問(wen)世,是(shi)(shi)我(wo)國(guo)(guo)高性(xing)能計(ji)算機技術(shu)發(fa)展的(de)又一(yi)重(zhong)(zhong)大(da)突(tu)破,是(shi)(shi)國(guo)(guo)家(jia)和軍隊信息化建設(she)的(de)又一(yi)重(zhong)(zhong)要(yao)成果(guo),為解決(jue)我(wo)國(guo)(guo)經(jing)濟、科(ke)(ke)技等領域重(zhong)(zhong)大(da)挑戰性(xing)問(wen)題提供了重(zhong)(zhong)要(yao)手(shou)段,對提升(sheng)綜(zong)合(he)(he)國(guo)(guo)力具有重(zhong)(zhong)要(yao)戰略(lve)意義。“天河一(yi)號”適(shi)用于大(da)規(gui)模科(ke)(ke)學與工程(cheng)計(ji)算。國(guo)(guo)防科(ke)(ke)大(da)正(zheng)與天津濱海新區密切合(he)(he)作,將(jiang)“天河一(yi)號”廣泛應用于石油勘探數據處(chu)理(li)、生物醫藥(yao)研究、航空航天裝備研制(zhi)、資(zi)源勘測(ce)和衛星(xing)遙(yao)感數據處(chu)理(li)、金融工程(cheng)數據分(fen)析、氣象預(yu)報、氣候預(yu)測(ce)、海洋(yang)環境數值模擬、短(duan)臨地震預(yu)報、新材料開發(fa)和設(she)計(ji)、土(tu)木(mu)工程(cheng)設(she)計(ji)、基(ji)礎(chu)科(ke)(ke)學理(li)論計(ji)算等方面(mian)。
據介紹(shao),“天(tian)河一號”將作(zuo)為天(tian)津濱海新(xin)(xin)區和國(guo)(guo)(guo)防科大共(gong)同(tong)(tong)建設的國(guo)(guo)(guo)家超(chao)級計算天(tian)津中心的業(ye)務(wu)主機,面向社(she)會(hui)開放,實現資源共(gong)享,為國(guo)(guo)(guo)內外提(ti)供(gong)超(chao)級計算服務(wu),同(tong)(tong)時帶動高科技(ji)(ji)服務(wu)產(chan)業(ye)和高端信息產(chan)業(ye)發展,著力打造高新(xin)(xin)科技(ji)(ji)服務(wu)、產(chan)業(ye)技(ji)(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)(xin)、人(ren)才聚集培養(yang)三個平(ping)臺,為經濟、社(she)會(hui)發展提(ti)供(gong)高科技(ji)(ji)支撐。
國防(fang)科(ke)大(da)計算機(ji)學院是(shi)我(wo)國高性能(neng)計算機(ji)研制的(de)重(zhong)要基地,被(bei)中央(yang)軍委授予(yu)“科(ke)技攻關先鋒”榮譽稱號。他(ta)們始(shi)終緊(jin)貼國家和軍隊重(zhong)大(da)戰略需求,研制成功的(de)“銀河”系(xi)列高性能(neng)計算機(ji)在國家和國防(fang)建(jian)設的(de)關鍵領域發(fa)揮了重(zhong)要作用,為強軍興(xing)國作出了突出貢獻(xian)。參加研制的(de)廣(guang)大(da)科(ke)技人員表示,要進一步深入學習胡錦濤總書記關于提高自主創(chuang)新(xin)能(neng)力,建(jian)設創(chuang)新(xin)型(xing)國家的(de)一系(xi)列重(zhong)要論述,以(yi)攀登(deng)世界科(ke)技高峰(feng)的(de)信心和勇氣,大(da)力弘揚“銀河精(jing)神”,團結協作,頑(wan)強拼搏,在更高起點上(shang)推(tui)進我(wo)國高性能(neng)計算機(ji)事(shi)業(ye)的(de)創(chuang)新(xin)發(fa)展。
“我(wo)聽到(dao)‘天河一(yi)號(hao)’研制成功(gong)的(de)(de)(de)消息時(shi)很震驚,我(wo)們原(yuan)來(lai)預計(ji)(ji)千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)的(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)要(yao)(yao)到(dao)2010年(nian)底才在中國(guo)出(chu)(chu)現(xian)。”中國(guo)科(ke)學(xue)院軟件(jian)所研究員(yuan)張云泉(quan)說,“這是(shi)我(wo)國(guo)高(gao)性能(neng)(neng)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)發展(zhan)史上新的(de)(de)(de)里程。”高(gao)性能(neng)(neng)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)又稱巨(ju)型計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)或超(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。在超(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)不斷(duan)提高(gao)運算(suan)(suan)(suan)速度的(de)(de)(de)過程中,千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)難以逾越的(de)(de)(de)“瓶(ping)頸”。美國(guo)早在上個(ge)(ge)(ge)世(shi)紀90年(nian)代就提出(chu)(chu)了(le)(le)(le)做千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)巨(ju)型計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)目(mu)標,直到(dao)2007年(nian)才實(shi)現(xian)。截至(zhi)2009年(nian)6月,世(shi)界上僅有3臺千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)的(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。“國(guo)際計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)界認(ren)為(wei)(wei),從百(bai)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)提升到(dao)千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)質的(de)(de)(de)變(bian)化(hua),不可能(neng)(neng)通過單純擴大(da)規模(mo)來(lai)實(shi)現(xian),而(er)是(shi)需要(yao)(yao)體(ti)系結構上的(de)(de)(de)改(gai)變(bian)。”國(guo)防科(ke)技大(da)學(xue)教授竇文華說,“天河一(yi)號(hao)”采用了(le)(le)(le)全新的(de)(de)(de)多陣列可配(pei)置(zhi)協同(tong)并行(xing)的(de)(de)(de)體(ti)系結構,從而(er)實(shi)現(xian)了(le)(le)(le)系統性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)提升。 竇文華認(ren)為(wei)(wei),這種(zhong)體(ti)系結構具(ju)備構建下一(yi)個(ge)(ge)(ge)量級即萬(wan)(wan)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li),將會成為(wei)(wei)下一(yi)代高(gao)新計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)主流結構。千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)出(chu)(chu)現(xian),為(wei)(wei)中國(guo)高(gao)科(ke)技計(ji)(ji)劃的(de)(de)(de)實(shi)施提供了(le)(le)(le)一(yi)個(ge)(ge)(ge)更為(wei)(wei)廣(guang)闊的(de)(de)(de)平臺。“某些(xie)領(ling)(ling)域(yu)的(de)(de)(de)現(xian)實(shi)需求,已(yi)經超(chao)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)當時(shi)巨(ju)型機(ji)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。”竇文華說,氣候(hou)預報、環(huan)境控(kong)制、飛(fei)行(xing)器(qi)設計(ji)(ji)、系統生物學(xue)等領(ling)(ling)域(yu)都需要(yao)(yao)千(qian)(qian)萬(wan)(wan)億(yi)(yi)次(ci)甚(shen)至(zhi)更高(gao)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。
因此,“天(tian)(tian)河一(yi)號”投入使用(yong)(yong)后,必將推動科(ke)學研究的(de)(de)(de)速度。七(qi)大(da)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)四(si)大(da)特點打造“中(zhong)國第一(yi)”一(yi)臺(tai)千(qian)萬(wan)億次(ci)的(de)(de)(de)“天(tian)(tian)河一(yi)號”,是否(fou)等于(yu)10個(ge)(ge)百萬(wan)億次(ci)巨型機(ji)之和?中(zhong)國科(ke)學院院士周(zhou)興(xing)銘說,系(xi)統的(de)(de)(de)效能(neng)絕不(bu)是各單元計算(suan)效能(neng)的(de)(de)(de)簡單疊加。“如果用(yong)(yong)高(gao)性(xing)能(neng)微(wei)處理器直(zhi)接堆出(chu)一(yi)個(ge)(ge)千(qian)萬(wan)億次(ci)的(de)(de)(de)系(xi)統,功率會(hui)大(da)得(de)驚人,用(yong)(yong)戶可(ke)(ke)(ke)能(neng)連電費都付不(bu)起(qi),同時機(ji)器的(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)很(hen)低,根本無法穩定工作。表面上看‘干活’的(de)(de)(de)器件多(duo)(duo)了(le),結果卻(que)是‘三個(ge)(ge)和尚沒水吃(chi)’。”周(zhou)興(xing)銘說,“天(tian)(tian)河一(yi)號”采用(yong)(yong)7項關鍵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),使得(de)“一(yi)加一(yi)”的(de)(de)(de)結果盡(jin)量接近“二”,從而發揮(hui)出(chu)機(ji)器最大(da)的(de)(de)(de)整體(ti)效能(neng)。這7項技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)包括:多(duo)(duo)陣列可(ke)(ke)(ke)配置協同并行體(ti)系(xi)結構、高(gao)速率擴展互(hu)聯通信技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、高(gao)效異構協同計算(suan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、基于(yu)隔離的(de)(de)(de)安(an)全控制技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、虛擬化(hua)的(de)(de)(de)網絡(luo)計算(suan)支撐技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、多(duo)(duo)層次(ci)的(de)(de)(de)大(da)規模(mo)系(xi)統容錯(cuo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和系(xi)統能(neng)耗(hao)綜合(he)控制技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。周(zhou)興(xing)銘介紹說,由于(yu)采用(yong)(yong)了(le)一(yi)系(xi)列創新技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),這臺(tai)計算(suan)機(ji)具(ju)有四(si)大(da)特點:
——高性能。無(wu)論是1206萬億(yi)次(ci)的(de)峰值性能,還是563.1萬億(yi)次(ci)的(de)Linpack實測性能,均位(wei)于國內榜首、世界一(yi)流。
——低能(neng)耗。能(neng)耗是每(mei)瓦(wa)電創造(zao)的(de)計算(suan)效能(neng),“天河(he)一號(hao)”目前(qian)能(neng)效為每(mei)瓦(wa)4.3億次運算(suan),與2009年(nian)6月公布(bu)的(de)Top500(全球超(chao)級(ji)計算(suan)機前(qian)500強(qiang))排(pai)(pai)名第(di)一的(de)美國“走鵑”(Roadrunner)相當。參照2009年(nian)6月公布(bu)的(de)Green500(全球綠色超(chao)級(ji)計算(suan)機前(qian)500強(qiang))排(pai)(pai)名,“天河(he)一號(hao)”可(ke)以(yi)位居第(di)5。
——高安(an)全(quan)。“天河”實現了不同(tong)用戶間數據和工作信息的(de)相互隔離。對用戶來說,相當于到(dao)銀行租個保險柜,鑰匙掌(zhang)握自己手(shou)里。
——易使用(yong)(yong)。“傻瓜化”的(de)操作(zuo)界面(mian)和菜單、鼠標(biao)等(deng)常規操作(zuo),讓機器的(de)使用(yong)(yong)變得簡單。同時,作(zuo)為一(yi)(yi)臺國際通(tong)用(yong)(yong)的(de)標(biao)準化的(de)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)機,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”上(shang)(shang)能運行(xing)來自(zi)各(ge)(ge)行(xing)業的(de)各(ge)(ge)種程序,不存在(zai)兼容性問(wen)題。公共服務設施承載三大(da)功能按照(zhao)工(gong)(gong)程計(ji)(ji)劃,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)一(yi)(yi)號”將(jiang)于2009年底(di)至2010年在(zai)天(tian)(tian)(tian)(tian)津(jin)(jin)市濱海新區落戶(hu),成為國家超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)天(tian)(tian)(tian)(tian)津(jin)(jin)中心的(de)業務主(zhu)機,面(mian)向(xiang)國內(nei)外提(ti)供(gong)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)服務。“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”工(gong)(gong)程辦公室(shi)主(zhu)任(ren)李楠說,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)一(yi)(yi)號”在(zai)投入使用(yong)(yong)后將(jiang)實(shi)現三大(da)功能:第(di)一(yi)(yi),作(zuo)為提(ti)供(gong)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)服務的(de)全球公共科(ke)研設施,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”向(xiang)國內(nei)外用(yong)(yong)戶(hu)開放。無論身(shen)在(zai)何處(chu),用(yong)(yong)戶(hu)都可以(yi)通(tong)過國際互聯網使用(yong)(yong)“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”進(jin)行(xing)科(ke)學計(ji)(ji)算(suan);第(di)二,作(zuo)為產(chan)業帶動平(ping)臺,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”上(shang)(shang)集(ji)中的(de)當(dang)今時代最先進(jin)的(de)信息(xi)技術將(jiang)逐步轉(zhuan)移到其他產(chan)業,從而解(jie)決(jue)國家與社(she)會發展中的(de)各(ge)(ge)種問(wen)題;第(di)三,作(zuo)為吸引(yin)人才(cai)的(de)平(ping)臺,“天(tian)(tian)(tian)(tian)河(he)”將(jiang)進(jin)一(yi)(yi)步匯聚(ju)來自(zi)世界各(ge)(ge)地的(de)尖(jian)端技術人才(cai),對國民(min)經濟和世界科(ke)技的(de)可持續(xu)發展作(zuo)出更多貢獻。
中(zhong)(zhong)國的(de)(de)(de)巨型(xing)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)用戶主要集中(zhong)(zhong)在(zai)石油(you)勘探、天(tian)(tian)(tian)氣預報、基礎研(yan)究等領域。上個世紀末期,西方(fang)發達(da)國家的(de)(de)(de)汽車(che)、建筑(zhu)、動漫(man)等行(xing)業(ye)已(yi)經(jing)開始(shi)普及巨型(xing)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。我國對高性(xing)能(neng)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)需(xu)求已(yi)經(jing)進(jin)入一(yi)(yi)個高峰期。天(tian)(tian)(tian)河”將(jiang)用于石油(you)勘探數(shu)據(ju)處理(li)、生(sheng)物醫藥研(yan)究、航(hang)空航(hang)天(tian)(tian)(tian)裝(zhuang)備研(yan)制、資源勘探和(he)衛星遙(yao)感(gan)數(shu)據(ju)處理(li)、金(jin)融(rong)工程數(shu)據(ju)分析、環渤海生(sheng)態動力(li)和(he)污染(ran)數(shu)值模(mo)擬(ni)、基礎科學理(li)論計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)等方(fang)面(mian)。與國家超(chao)(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)天(tian)(tian)(tian)津中(zhong)(zhong)心(xin)同時開始(shi)建設的(de)(de)(de),還有位(wei)于深圳的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)。這一(yi)(yi)南一(yi)(yi)北兩個國家級的(de)(de)(de)超(chao)(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)心(xin),將(jiang)成為(wei)中(zhong)(zhong)國高科技(ji)發展的(de)(de)(de)重要引(yin)擎。超(chao)(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)應(ying)用與老百(bai)姓的(de)(de)(de)生(sheng)活息息相關,最常見(jian)的(de)(de)(de)天(tian)(tian)(tian)氣預報就是超(chao)(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)結果。而隨著超(chao)(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)(de)服(fu)務能(neng)力(li)在(zai)未(wei)來進(jin)一(yi)(yi)步拓(tuo)展,很(hen)可能(neng)會誕生(sheng)一(yi)(yi)個龐大的(de)(de)(de)巨型(xing)機(ji)服(fu)務產業(ye),面(mian)向個人(ren)用戶提供服(fu)務。僅就代數(shu)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)而言的(de)(de)(de)話(hua),“天(tian)(tian)(tian)河一(yi)(yi)號”一(yi)(yi)秒鐘能(neng)進(jin)行(xing)1206萬(wan)億(yi)次計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan),人(ren)卻只能(neng)進(jin)行(xing)大約(yue)一(yi)(yi)次運算(suan)(suan)(suan)。然而,記住(zhu)對方(fang)的(de)(de)(de)長相這樣一(yi)(yi)個人(ren)在(zai)瞬間(jian)就能(neng)完成的(de)(de)(de)圖(tu)像識別工作,計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)卻要經(jing)歷(li)一(yi)(yi)個極其復雜的(de)(de)(de)并(bing)行(xing)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)過程。
概念解釋
峰(feng)值(zhi)速度(du)4700萬億(yi)次
“天(tian)河一號”峰值運(yun)算(suan)(suan)速(su)度為4700萬億(yi)次。做個換算(suan)(suan)對比,“天(tian)河一號”運(yun)算(suan)(suan)1小時,就(jiu)相當(dang)于全國13億(yi)人(ren)同時計算(suan)(suan)340年以上的(de)(de)時間。“天(tian)河一號”運(yun)算(suan)(suan)1天(tian),就(jiu)相當(dang)于1臺(tai)雙(shuang)核的(de)(de)高(gao)檔桌面電腦運(yun)算(suan)(suan)620年以上的(de)(de)時間。
存(cun)儲容量2000萬(wan)億字節
“天河一(yi)號”存儲(chu)容量為2PB,也就(jiu)是2千萬(wan)億(yi)個(ge)字節(jie)。做個(ge)換算對比,1個(ge)漢(han)字平(ping)均為2個(ge)字節(jie),“天河一(yi)號”即可在線存儲(chu)1000萬(wan)億(yi)個(ge)漢(han)字,相(xiang)當于存儲(chu)100萬(wan)字的書籍(ji)10億(yi)冊。
24小(xiao)時功耗 10萬千瓦時
“天河一號(hao)”滿負荷運行的(de)總功耗(hao)(hao)是(shi)4.04兆瓦,也(ye)就(jiu)是(shi)每小(xiao)(xiao)時耗(hao)(hao)電(dian)4040千瓦時,24小(xiao)(xiao)時滿負荷工作耗(hao)(hao)電(dian)接近10萬千瓦時。這(zhe)個數字令(ling)人驚嘆,但實際上“天河一號(hao)”在超(chao)級計(ji)算(suan)機當中(zhong)是(shi)一臺相對節能的(de)、綠色(se)的(de)超(chao)級計(ji)算(suan)機。經過測算(suan),它(ta)的(de)能效值僅低(di)于目前(qian)能效排名世界(jie)第一的(de)IBM藍色(se)基(ji)因系統。
總重量160.27噸“天(tian)河(he)一(yi)號”由140個機(ji)柜(ju)組成,占地約700平(ping)方米,總重量約160噸。大(da)家站在“天(tian)河(he)一(yi)號”前,會(hui)覺(jue)得它氣勢(shi)宏偉(wei)、震(zhen)撼人心(xin)。但實(shi)際上,“天(tian)河(he)一(yi)號”在世界上已有的(de)千萬億(yi)次超級計算機(ji)中(多(duo)數(shu)是近(jin)千平(ping)方米的(de)占地)。
有觀察(cha)家指出,“天河-1A”將為(wei)中(zhong)國在(zai)氣候預報等(deng)經濟和民生領域提供更好的技術手(shou)段,不會對其(qi)它(ta)國家特別是美(mei)國造成什么“威(wei)脅(xie)”。
美(mei)(mei)國(guo)《華爾街日報》發表報道稱,“中國(guo)日益強大的科技實力(li)給美(mei)(mei)國(guo)競爭(zheng)力(li)與國(guo)家安全(quan)帶來(lai)挑(tiao)戰”;《美(mei)(mei)國(guo)之音》網(wang)站(zhan)上的一則(ze)評論更是聳人聽(ting)聞,“超級計(ji)算器上的速度優勢(shi)會推動中國(guo)在尖端(duan)軍事技術(shu)上的快速提升,這對美(mei)(mei)國(guo)和世(shi)界都是個不安和危險的信號”。
北(bei)京獨(du)立軍事(shi)觀察(cha)家認為(wei),中(zhong)國成(cheng)功(gong)研制出“天河(he)-1A”世界上(shang)最(zui)快的(de)超級(ji)(ji)計算器,標志著中(zhong)國的(de)超級(ji)(ji)計算器綜合技術水(shui)準(zhun)進入世界領先行列,為(wei)中(zhong)國高科技計劃的(de)實施(shi)提供了一個更為(wei)廣闊的(de)平臺,在(zai)軍事(shi)和國防上(shang)也具有現實的(de)用途和戰略功(gong)能。
世(shi)界(jie)(jie)最權(quan)威的超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)(suan)器(qi)排(pai)名(ming)榜“國(guo)(guo)(guo)際(ji)TOP500組織”公布了最新(xin)全球超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)(suan)器(qi)500強排(pai)行(xing)榜,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)防科技大學今年研(yan)制的“天河一(yi)號(hao)”二期系統(天河-1A)被(bei)評為(wei)(wei)世(shi)界(jie)(jie)運算(suan)(suan)(suan)最快(kuai)的超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)(suan)器(qi),引起了人(ren)們(men)的高度關注和熱議。國(guo)(guo)(guo)成功研(yan)制出“天河-1A”世(shi)界(jie)(jie)上(shang)最快(kuai)的超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)(suan)機,標志著中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)(suan)器(qi)綜合技術(shu)水準進(jin)入世(shi)界(jie)(jie)領先(xian)行(xing)列,為(wei)(wei)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)高科技計劃的實施提供了一(yi)個更為(wei)(wei)廣闊的平臺,在(zai)軍(jun)事(shi)和國(guo)(guo)(guo)防上(shang)也具有(you)現實的用途和戰(zhan)略功能(neng)。
一是軍機研制(zhi)可駛(shi)入“快車道”。據軍事專家介紹,在現(xian)代(dai)軍機研究制(zhi)造領域(yu),巨(ju)型計算(suan)機有著不可替代(dai)的(de)獨特作用。
如(ru)國際上過去研制二代、三(san)代戰(zhan)機普遍要在(zai)“風洞”中(zhong)進(jin)行少則1年(nian)(nian)多則數(shu)年(nian)(nian)的定型試(shi)驗(yan),但現在(zai)依靠(kao)巨型計(ji)算機強(qiang)大的計(ji)算能力和(he)模擬技術,可(ke)以進(jin)行大量(liang)的仿真實驗(yan),周期(qi)可(ke)以縮(suo)短到數(shu)個月時間(jian)。
觀察家認為,中國眼(yan)下正是研制(zhi)軍用運輸機(ji)、殲(jian)擊機(ji)、轟炸(zha)機(ji)及直升(sheng)機(ji)的“黃金(jin)時(shi)期”,許多新設(she)計的機(ji)型(xing)需要進行大量的“風(feng)洞”試驗。
依靠自(zi)己新(xin)(xin)開發的(de)“天河(he)-1A”世(shi)界上最快的(de)超級(ji)計算機,將使中國(guo)的(de)新(xin)(xin)軍機定型試驗駛入“快車道”,一(yi)方面可(ke)以(yi)打破一(yi)些(xie)國(guo)家對我(wo)國(guo)實(shi)行的(de)高(gao)新(xin)(xin)尖技術“封(feng)鎖”,另(ling)一(yi)方面可(ke)以(yi)更(geng)好地落實(shi)國(guo)家“十二五”規劃提(ti)出的(de)“創新(xin)(xin)發展(zhan)”、“節(jie)能環保”的(de)新(xin)(xin)要求。
二是(shi)聯(lian)合(he)作(zuo)戰研練有了“新平(ping)臺”。為了取得更強大的(de)聯(lian)合(he)作(zuo)戰能力(li),近年來西方(fang)發(fa)達國家加(jia)強了作(zuo)戰模擬研練,而超級計算機在這方(fang)面自然成了強勁的(de)“推手”。
它可以根據現實情況預設成千上萬(wan)種作戰(zhan)方案,然后通過計算和分析得出最優化的(de)方案,從而使(shi)更為精密的(de)作戰(zhan)模(mo)擬成為現實。
觀察家指出,運(yun)算能(neng)力越(yue)(yue)強,可以預設的(de)作戰(zhan)方案也就越(yue)(yue)多,計算速度也就越(yue)(yue)快,分(fen)析(xi)出來的(de)結(jie)果(guo)也就越(yue)(yue)接近于實戰(zhan)的(de)參數,這就可以使解放軍(jun)提高基于信息系統體系作戰(zhan)能(neng)力的(de)努力得到實際的(de)幫助。
三是提高戰略威懾有了(le)“新手段”。據外(wai)電報(bao)道,美俄(e)等國家(jia)為(wei)了(le)維護戰略核武器的領先地(di)位,在削減數量的同時,加大了(le)模擬核實(shi)驗的力度。
如美國9月份就在內華達州地下約300米的實驗室(shi)進行了亞臨界(jie)核(he)試驗,超(chao)級計(ji)算機參與了實驗室(shi)數據(ju)和以前核(he)試驗數據(ju)的數學模型綜合分析。
觀察家分析認為,由于“天河-1A”采用了中國(guo)自(zi)(zi)主研(yan)制(zhi)的(de)芯片,操(cao)作軟件(jian)也是國(guo)防科大自(zi)(zi)主研(yan)制(zhi)、國(guo)內安全等級最(zui)高的(de)“麒(qi)麟操(cao)作系統”,它將為中國(guo)解決核武器(qi)發展提供新的(de)重要(yao)手段(duan),對保持(chi)中國(guo)“核武器(qi)庫”的(de)安全和威懾力有著積(ji)極的(de)意義(yi)。
觀察家(jia)指出,中國(guo)研制成功世(shi)界上(shang)運算(suan)最(zui)快的(de)超級計算(suan)機,是貫徹科技強(qiang)國(guo)發展戰略的(de)必然結果,將為(wei)中國(guo)在氣候預(yu)報、環境(jing)控制、系統生物學等經濟和民生領域實現(xian)又好(hao)又快發展提供更好(hao)的(de)技術手(shou)段,根本不會對其它(ta)國(guo)家(jia)特別是美國(guo)造成什(shen)么“威脅”。
實(shi)際上,經過重大技(ji)術升(sheng)級與(yu)綜合優化后(hou)的(de)(de)“天河-1A”也是(shi)開放(fang)發展的(de)(de)成果,它采(cai)用(yong)了美國公司(si)生產的(de)(de)處(chu)理器,與(yu)美國的(de)(de)最新處(chu)理技(ji)術尚有明顯的(de)(de)差(cha)距。
正(zheng)如(ru)排行榜編撰人之(zhi)一、美(mei)國(guo)田納西大學(xue)計(ji)算器學(xue)教授杰克.唐(tang)加拉在(zai)接受新華社記者采訪(fang)時表(biao)示的(de)那樣,中國(guo)在(zai)超級計(ji)算機領域的(de)發展并非對美(mei)國(guo)領先(xian)地位(wei)造成“威脅”,但卻可以看作是“美(mei)國(guo)正(zheng)在(zai)失去高性能計(ji)算技(ji)術優勢地位(wei)的(de)一個跡象”。
2010年初,作為(wei)“天(tian)河一號(hao)”的(de)(de)首批設備,一個峰值(zhi)性能達到(dao)百(bai)萬億(yi)次(ci)的(de)(de)計(ji)算(suan)機(ji)系(xi)(xi)統(tong)已在國(guo)家超級計(ji)算(suan)天(tian)津(jin)中心(xin)投入運行(xing)。“天(tian)河”百(bai)萬億(yi)次(ci)超級計(ji)算(suan)機(ji)系(xi)(xi)統(tong)現已提供24小(xiao)時遠程網(wang)絡應用(yong)服務,運行(xing)狀態良好。千(qian)萬億(yi)次(ci)計(ji)算(suan)機(ji)系(xi)(xi)統(tong)建(jian)成后,將把計(ji)算(suan)任務過渡(du)到(dao)千(qian)萬億(yi)次(ci)系(xi)(xi)統(tong)。
2009年(nian)10月(yue)29日,國(guo)(guo)防科(ke)技大(da)學成功研制出的(de)峰值性能為每(mei)秒1206萬億次的(de)“天(tian)河(he)一號”超級計(ji)算(suan)機(ji)在(zai)長沙亮相。中國(guo)(guo)成為繼美國(guo)(guo)之后世界上第(di)二個能夠研制千萬億次超級計(ji)算(suan)機(ji)的(de)國(guo)(guo)家(jia)。
2012年8月26日,落戶在天津濱海新區的我國運行(xing)(xing)速度最快超(chao)級計算機“天河一號(hao)”目前服務用戶已超(chao)過300家,涵(han)蓋中科院、中石油、南開大學、渣打銀(yin)行(xing)(xing)等多個(ge)行(xing)(xing)業,并成為部(bu)分領域(yu)的核心生(sheng)產力。
2010年(nian)(nian),“天(tian)河(he)一(yi)號(hao)”國家(jia)超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)中(zhong)心(xin)落戶長(chang)沙,成為繼天(tian)津(jin)和深圳之(zhi)后(hou),國家(jia)科技部正式(shi)批準建(jian)立(li)的(de)第三(san)家(jia)國家(jia)超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)中(zhong)心(xin)(以下簡稱長(chang)沙超(chao)算(suan))。長(chang)沙超(chao)算(suan)自(zi)2010年(nian)(nian)11月開始籌建(jian),2013年(nian)(nian)7月主體工程竣工,同(tong)年(nian)(nian)9月,“天(tian)河(he)一(yi)號(hao)”主機設備安裝(zhuang)到位(wei)。2014年(nian)(nian)6月才進行加電測試,啟動試車。
2016年2月1日,從(cong)國(guo)(guo)家(jia)(jia)超(chao)級計(ji)(ji)算天(tian)津中(zhong)(zhong)心獲悉,部署在(zai)該中(zhong)(zhong)心的中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)首臺千萬億次(ci)超(chao)級計(ji)(ji)算機(ji)“天(tian)河一號”“天(tian)河一號”在(zai)支(zhi)持國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)(ke)技(ji)(ji)創新以及服務產業(ye)等(deng)方(fang)面都(dou)取得了突出的成效,在(zai)服務國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)(ke)技(ji)(ji)創新方(fang)面,為航空(kong)航天(tian)、氣候(hou)氣象、新能源材料等(deng)領(ling)域提供平臺支(zhi)撐,每天(tian)在(zai)線任務量超(chao)過1400個,累計(ji)(ji)支(zhi)持科(ke)(ke)技(ji)(ji)部的國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)(ke)技(ji)(ji)重(zhong)(zhong)大專(zhuan)項、國(guo)(guo)家(jia)(jia)重(zhong)(zhong)點基(ji)礎研究(jiu)發展計(ji)(ji)劃(hua)(973計(ji)(ji)劃(hua))、國(guo)(guo)家(jia)(jia)高技(ji)(ji)術研究(jiu)發展計(ji)(ji)劃(hua)(863計(ji)(ji)劃(hua))、國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)(ke)技(ji)(ji)支(zhi)撐、國(guo)(guo)家(jia)(jia)自然科(ke)(ke)學基(ji)金等(deng)國(guo)(guo)家(jia)(jia)、省部級重(zhong)(zhong)大項目超(chao)過1200項。
2018年(nian)12月15日(ri),銀(yin)河(he)(he)·天(tian)河(he)(he)’40年(nian)超(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)作(zuo)為中(zhong)國(guo)首臺千萬(wan)億(yi)次超(chao)級計(ji)(ji)算(suan)(suan)機,安置在天(tian)津中(zhong)心的“天(tian)河(he)(he)一號”累計(ji)(ji)支持國(guo)家(jia)重大項目(mu)超(chao)過1600項,每天(tian)并發(fa)在線計(ji)(ji)算(suan)(suan)任務數超(chao)過1400項,支持200多個(ge)新材料科研(yan)團隊在納米、儲能(neng)、超(chao)導等領域展開(kai)計(ji)(ji)算(suan)(suan)模(mo)擬研(yan)究(jiu)。
2019年1月,“天河一號(hao)”已連(lian)續5年滿負荷運行,每天并發在線計算任務1400余項,每年完成任務335萬余項,為(wei)全國3000余個團隊和(he)單位服務,為(wei)企業(ye)帶來經濟效益(yi)累計近百億元。