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中国天河2号成全球最快超级计算机 - 运算1小时相当13亿人用计算器算千年

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六月

北京时间6月17日下午,正在德国莱比锡召开的 2013 国际超级计算大会上,世界超级计算机 TOP500 组织正式发布了第 41 届世界超级计算机 500 强排名榜,国防科技大学研制的天河二号超级计算机,以峰值计算速度每秒 5.49 亿亿次、持续计算速度每秒 3.39 亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首……

天河2号

在排行榜上,美国超级计算机上榜最多,500 强中,有 252 个来自美国。另外,榜上的超级计算机大部分采用英特尔处理器,比例达到 80% 左右,其中包括天河二号。

天河2号

据悉这台电脑问世的时间比原定计划早了不少,它采用了 32,000 颗 Xeon 处理器,同时还配有 48,000 颗 Xeon Phi 加速处理器。其运算速度达到了 33.85 Petaflop,差不多是上一个冠军 Titan 的两倍。值得注意的是,天河二号超级计算机的操作系统,连接器,前端处理器以及软件都主要在中国制造。

在被超越中再攀世界超算新高峰

2010年11月17日,国防科技大学研制的天河一号以每秒4700万亿次的峰值速度和每秒2566万亿次的持续速度,在世界超级计算机500强中位居第一,中国人首次站到了超级计算机世界冠军的领奖台上。

然而,仅仅过了不到8个月,日本一台名为“京”的超级计算机就将天河一号挤下冠军台。之后,美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机先后坐上世界第一的交椅,天河一号排名滑落至第8名。

当外界还在为天河一号夺得世界第一而赞赏不已之时,该校计算机学院迅速做出再攀超算新高峰的决策部署。广大科研人员奋力攻关,突破了一系列核心关键技术,于今年5月将运算速度达到5.49亿亿次的天河二号超级计算机呈现在世人面前。

今年5月底在中国主办的“高性能计算国际论坛”上,国际超算领域的权威专家实地考察了天河二号,纷纷给予高度评价。世界TOP500组织专家、美国田纳西大学杰克·唐加拉教授说:“天河二号与美国的‘泰坦’大小相当,速度却是它的两倍,制造这样强大的系统需要很强的技术。”德国尤利希科学中心的塞巴斯第安·施密特教授说:“天河二号是世界最好的计算机之一,它有着非常出色的表现。”日本筑波大学参加过“京”系统研制的大介博库教授说:“这是一部非常紧凑的机器,具有巅峰的性能表现,它真的是技术上的很大进步”。

创新驱动超算迈上新台阶

在该校“天河”大楼一间近800平方米的机房,由170个机柜组成的天河二号整齐排列,气势恢宏。

天河二号工程副总指挥李楠研究员告诉记者:“天河二号有五大特点:一是高性能,峰值速度和持续速度都创造了新的世界纪录。二是低能耗,能效比为每瓦特19亿次,达到了世界先进水平。三是应用广,主打科学工程计算,兼顾了云计算。四是易使用,创新发展了异构融合体系结构,提高了软件兼容性和易编程性。五是性价比高。”

天河二号占地面积720平方米,内存总容量1400万亿字节,存储总容量12400万亿字节,最大运行功耗17.8兆瓦。打个形象的近似比喻,天河二号运算1小时,相当于13亿人同时用计算器计算一千年,其存储总容量相当于可存储每册10万字的图书600亿册。相比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机,天河二号计算速度是“泰坦”的2倍,计算密度是“泰坦”的2.5倍,能效比相当。与该校此前研制的天河一号相比,天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上,能效比提升了2倍,二者占地面积相当,执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的三分之一。

高性能、高能效从何而来?天河二号工程总指挥、总设计师廖湘科研究员说:一切源于瞄准国际前沿的自主创新,是自主创新推动了中国超算的跨越式发展。

记者在现场看到,计算能力比天河一号提升了10倍以上的天河二号,占地面积却相差无几。科研人员告诉记者,如果不能有效解决超级计算机的体积问题,系统的安装调试、运行管理等都将成为很大的难题。天河二号设计实现了高密度、高精度的结构工艺,采用了多机柜封闭循环的水风混合冷却方案,有效缩减了系统体积,与美国“泰坦”相比,计算能力是它的2倍,体积却比它小了15%。

天河二号还在高速互连、新型层次式加速存储架构、容错设计与故障管理、综合化能效控制、高密度高精度结构工艺等方面取得了一系列创新和突破。

让天河二号更加实用好用

“超级计算机研制难,用好更难。”这是国际超算领域的普遍认识。天河二号副总设计师朱小谦研究员说:“我们不仅要研制世界性能最高的超级计算机,而且要研制稳定可靠、应用广泛的超级计算机。”

2010年,天河一号在国家超级计算天津中心投入使用后,构建形成了石油勘探、生物医药、动漫与影视特效渲染、高端装备制造和地理信息五大高性能计算应用平台,先后为国内外600多家用户提供了超级计算服务,取得了一批具有国际先进水平的创新成果。

与国外超级计算机主要针对科学工程计算不同,天河二号在强化科学工程计算的同时,可高效支持大数据处理、高吞吐率和高安全信息服务等多类应用,使得天河二号应用面更宽、易用性更好。

系统容错性能是评价超级计算机稳定性的重要指标。在天河二号中,科研人员通过采用多层次容错设计,实现了超大系统的智能化管理,可自动监控、检测、诊断、隔离系统运行时出现的故障,与天河一号相比,全系统连续稳定时间提高了1.5倍以上,可靠性和可用性迈上了一个新台阶。

据朱小谦介绍,近年来,中国超级计算机需求迅猛增长,为中国超级计算机研制、应用的快速发展提供了强劲动力,同时推动着科技创新、产业升级、经济社会发展。

广州超级计算中心先导系统技术负责人卢泽新研究员说,天河二号具有强大的计算能力,以500人规模的全基因组信息关联性分析为例,华大基因利用原有计算机需1年时间,利用天河二号只需3个小时。在新车研发中,采用传统设计手段,一般要经过上百次的真实碰撞实验,历时两年多才能完成一款新车的结构设计,而利用天河二号对汽车碰撞模拟和空气动力学模拟结果,只需3到5次实车碰撞,两个月即可完成任务。

追逐强国梦的创新团队

三年之内,两度问鼎。该校“天河”高性能计算创新团队一次次创造着让世界震惊、令国人骄傲的科技奇迹。奥秘何在?该校计算机学院政委刘学民说:“把五星红旗插上世界科技高峰,是‘天河人’始终追逐的超算梦。”

在天河二号攻关的日子里,每天晚上天河楼的灯火都是彻夜长明。“周周5加2,天天白加黑”,成为科研人员的工作常态。为了突破系统规模扩大带来的稳定性问题,他们经常把自己封闭起来攻关,潜心研究,直到找到解决问题的办法。

在天河二号的研制过程中,每当遇到技术瓶颈时,大家总是群策群力,集智攻关,以致于很多设计思想、创新点子说不清到底该属于谁,成果即便获奖,也只能署少数人的名字。面对荣誉得失,大家总是胸怀坦荡:“能参与这样大的国家工程,我们感到无比自豪。”

关于本文
各种回音
  1. 说: 回复他/她

    希望能把天气预报报准

    • 说:

      这是世界难题

  2. 说: 回复他/她

    见识了

  3. 说: 回复他/她

    还不是为了强化那个

    • 说:

      GFW我就知道有人要吐槽

  4. 说: 回复他/她

    希望我们的超级计算机不仅有着自己的系统,更有着自己的处理器!

  5. 说: 回复他/她

    天河2号,intel inside!

  6. 说: 回复他/她

    算你麻痹啊!算你麻痹的贪污了多少钱么?算你麻痹的土地出让金收入了多少么?算你麻痹的二奶三奶有多少么?算你麻痹啊算!

    • 说:

       贪污的人我想基本都不是国防科技大学的人吧,别老把东西参和在一起,这关人家计算机学院什么事

  7. 说: 回复他/她

    CPU和GPU不还是美国技术中国造,什么时候龙芯不造假,能够真正的中国技术中国造那就好了!

  8. 说: 回复他/她

    浪费能源

  9. 说: 回复他/她

    天河2号算一下2013的财政支出有几成用在三公支出,草!!!!!!!蓝屏了!!!!!

    • 说:

      蓝屏。。。。你以为天河跑的是windows啊

  10. 说: 回复他/她

    堆料而已,处理器那么多个,单核心那么快再说,停留在硅晶芯片,除了速度更快,更耗电,更占地以外没提升

    • 说:

      拜托你读读书再说啦

    • 说:

      你是在讽刺米粒间不会堆料吗

    • 说:

      你以为 就是简单的对料么 “架桥”技术才是超级计算机的 核心

    • 说:

      只是堆料的话,你堆一个试试?

    • 说:

      知道每多个cpu,会对容错率,协同工作等很多技术参数和软件的要求有多高吗。。单核到双核到现在的多核处理器的演变就花了多少年,且多么具有划时代意义,如果仅仅只是堆叠何必这么辛苦,说的倒是简单

  11. 说: 回复他/她

    恐怕又是用在Great Wall上

  12. 说: 回复他/她

    组装机也是一门高深的学问。

    • 说:

      多读书

  13. 说: 回复他/她

    这么强大的计算机,用来玩扫雷游戏?

    • 说:

      不至于吧,怎么说也能玩个弹珠游戏,你不要黑我们国家的技术实力。

  14. 说: 回复他/她

    继续努力,超算永无止境。

  15. 说: 回复他/她

    可以从事黑客活动?

  16. 说: 回复他/她

    芯片什么牌子

  17. 说: 回复他/她

    中国天河2号成全银河系最快超级计算机。吹牛谁不会,我还是下一届中国国家主席呢!

    • 说:

      哐哐哐,查水表!

  18. 说: 回复他/她

    人家搞科研的人都很不容易,很费脑子的。社会的发展很多都是科研人员默默无闻的耕耘带动起来的。个人电脑、手机、网络…没有那些研发人员的努力,谁能用的上?超级计算要是没用谁还去研发它?人家辛勤努力,为国争光,居然还有那么多人喷…

    • 说:

      你能不能查查intel是哪国的公司,天河2代用的CPU是哪国生产的….
      问题是IVY还眼看已经过时了,哈撒韦正在铺货…

    • 说:

      他做他技术,我花我钱消费,各司其职,哪门子多光荣了。要这么的话,我至少也要把中华大地千千万万的农民,千千万万的农民工放到第一。可惜了那……

  19. 说: 回复他/她

    DIY组装机,我国成为第一了……
    不过哈撒韦要普及了…..IVY能撑多久??

  20. 说: 回复他/她

    见不得自己国家好的人,记得下次别投错胎

    • 说:

      听说选择hard模式的来到了中华大地,选择god 模式的出生在了朝鲜。真相选个middle,easy就不指望了

  21. 说: 回复他/她

    我是来围观楼上的下一届主席的~

  22. 说: 回复他/她

    用的是intel的CPU有本事拿自己产的

  23. 说: 回复他/她

    呵呵,反正网速快不了

  24. 说: 回复他/她

    真心没想通当中国的科学家攻克世界级科研成果的时候,为什么还要那么多人上赶着泼冷水,不知道超级计算机功能与重要性的拜托去维基普及一下基本知识,牛皮不是吹出来的,超级计算机更不是,见不得自己国家进步的人什么心态?

    • 说:

      同问

  25. 说: 回复他/她

    现已加入肯德基豪华午餐

  26. 说: 回复他/她

    没自己CPU有什么用

  27. 说: 回复他/她

    我更关心国家的超级计算机商用情况,产出多了,之后的投入我想回更多吧

  28. 说: 回复他/她

    采用英特尔处理器“等!等灯等灯!”

  29. 说: 回复他/她

    喜洋洋灰太狼是不是这货制作出来的啊?

  30. 说: 回复他/她

    以我为主,博采众长,化外众长消化已用,取长补短,记住中国不是所有技术都是世界最顶尖的,但必须是最有用的,知已知彼,百战不贻,这就是顶尖对顶尖.