計(jì)算機(jī)的未來(lái)發(fā)展方向

1、1.計(jì)算機(jī)的未來(lái)開(kāi)展方向應(yīng)該主要向一些操作平臺(tái)方面開(kāi)展， 因?yàn)楝F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)用戶越來(lái) 越多了。巨型化：天文、軍事、仿真、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域需要進(jìn)行大量的計(jì)算，要求計(jì)算機(jī)有更高的運(yùn)算速度、 更大的存儲(chǔ)量，這就需要研 制功能更強(qiáng)的巨型計(jì)算機(jī)；專業(yè)化： 工業(yè)計(jì)算機(jī)、 嵌入式設(shè)備在工業(yè)上和專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用前景 廣闊，車載電腦、工控計(jì)算機(jī)、銀行系統(tǒng)等；微型化：專用微型機(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于儀器、儀表和家用電器中。筆記本電腦已經(jīng)大量進(jìn)入辦公室和家庭， 但是便攜性、續(xù)航能力 仍不夠人們?nèi)旌蚴褂茫瑧?yīng)運(yùn)而生的便攜式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備MID、 智能、平板電腦不斷涌現(xiàn)，迅速普及；網(wǎng)絡(luò)化：移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)成為當(dāng)今世界開(kāi)展最快、市場(chǎng)潛力最大

2、、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)， 它們的增長(zhǎng)速度都是任何預(yù)測(cè)家未 曾預(yù)料到的，所以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以預(yù)見(jiàn)將會(huì)創(chuàng)造怎樣的經(jīng)濟(jì)神話；智能化：目前的計(jì)算機(jī)已能夠局部地代替人的腦力勞動(dòng)，但是人們希望計(jì)算機(jī)具有更多人的智能，比方：自行思考，智能識(shí)別，自動(dòng)升級(jí)等等；計(jì)算機(jī)智能863最新成果曙光4000A問(wèn)世2004.6.292004年6月29日，國(guó)家科技部在人民大會(huì)堂宣布：“863方案重點(diǎn)工程一一曙光4000A通過(guò)鑒定，曙光4000A實(shí)現(xiàn)了對(duì)每秒10萬(wàn)億次運(yùn)算速度的技術(shù)和應(yīng)用的雙跨越，成為國(guó)內(nèi)計(jì)算能力最強(qiáng)的商品化超級(jí)計(jì)算機(jī)。作為國(guó)家“863方案的最新成果，曙光4000A將作為中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格最大主節(jié)點(diǎn)落戶上海超級(jí) 計(jì)算中

3、心。在今年6月22日剛剛公布的全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500排行榜中，曙光4000A以每秒11萬(wàn)億次的峰值速度和80610億次Linpack計(jì)算值位列全球第十，這是中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)得到國(guó)際同行認(rèn)可的最好成 績(jī)。隨著曙光4000A的推出，中國(guó)已經(jīng)成為繼美、日之后第三個(gè)跨越了10萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)研發(fā)、應(yīng)用的國(guó)家。 科技部副部長(zhǎng)馬頌德、上海市副市長(zhǎng)嚴(yán)雋琪以及中科院計(jì)算所、國(guó)家智能計(jì)算機(jī)研究開(kāi)發(fā)中心、北京市政 府、上海市政府、曙光公司、上海超級(jí)計(jì)算中心的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)出席了新聞發(fā)布會(huì)。曙光4000A超級(jí)效勞器是國(guó)家科技部十五863方案的重大成果，也是中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程和上海市信息化建設(shè)的重大成果。該成果源于86

4、3方案信息領(lǐng)域“高性能計(jì)算機(jī)及其核心軟件專項(xiàng)，由中科院計(jì)算所、曙光公司、上海超級(jí)計(jì)算中心三方共同研發(fā)制造。曙光4000A于2001年啟動(dòng)預(yù)研，2002年10月簽定863合同，2003年完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2004年6月最終研制成功。曙光4000A實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)超級(jí)效勞器在主 板設(shè)計(jì)等核心級(jí)技術(shù)上的重大突破和“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)群的技術(shù)增值，攻克了一系列“大規(guī)模機(jī)群計(jì)算的 關(guān)鍵技術(shù)，在性能價(jià)格比和性能功耗比等方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。建成后的曙光4000A將落戶上海超級(jí)計(jì)算中心SSC,承當(dāng)包括國(guó)家網(wǎng)格、上海根底科研平臺(tái)和華東地 區(qū)信息效勞三方面的重任，其將為華東地區(qū)各行各業(yè)提供海量信息處理、信息開(kāi)發(fā)效勞和科學(xué)研究高性

5、能 計(jì)算效勞。隨著以曙光4000A為根底的國(guó)家網(wǎng)格主節(jié)點(diǎn)的最終建成，上海超級(jí)計(jì)算中心提供的高性能計(jì)算 效勞將成為覆蓋科學(xué)計(jì)算、公益事業(yè)、工業(yè)工程、商業(yè)應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域的綜合性計(jì)算中心，行業(yè)研究領(lǐng)域 也將包含氣象、環(huán)保、船舶、飛機(jī)制造、汽車、建筑、鋼鐵、石油、機(jī)電、高校、科學(xué)院等各個(gè)方面?？萍疾扛辈块L(zhǎng)馬頌德對(duì)曙光4000A表示充分肯定和高度褒獎(jiǎng)，他在發(fā)布會(huì)上表示，曙光超級(jí)效勞器已 成為中國(guó)高性能計(jì)算領(lǐng)域的代表，在國(guó)內(nèi)已占有可觀的市場(chǎng)份額。峰值運(yùn)算速度每秒11萬(wàn)億次的曙光4000A實(shí)現(xiàn)了10萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的雙跨越。曙光4000A進(jìn)入全球超級(jí)計(jì)算機(jī)前十名，說(shuō)明我國(guó)高性能計(jì)算機(jī)正在進(jìn)入一個(gè)全新的

6、開(kāi)展時(shí)期，中國(guó)正在逐步走向高性能計(jì)算技術(shù)和應(yīng)用的強(qiáng)國(guó)。中科院計(jì)算所所長(zhǎng)李國(guó)杰院士認(rèn)為：曙光4000A作為全球前十的超級(jí)計(jì)算機(jī)，同時(shí)也是中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格的主節(jié)點(diǎn)機(jī)，其研究成果實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)全球第一，這是中國(guó)計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的一大創(chuàng)舉。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)要冷靜 的對(duì)待中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)目前面臨的挑戰(zhàn)，大力加強(qiáng)高性能計(jì)算機(jī)應(yīng)用。李院士認(rèn)為曙光4000A在突破核心技術(shù)、推廣網(wǎng)格應(yīng)用等方面為業(yè)界提供了可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，尤其是其對(duì)打破國(guó)外壟斷、推動(dòng)中國(guó)高性能計(jì)算產(chǎn) 業(yè)開(kāi)展做出了重要奉獻(xiàn)。李院士還透露，在將來(lái)的曙光超級(jí)計(jì)算機(jī)中將會(huì)采用計(jì)算所研制的龍芯CPU大幅度地降低高端計(jì)算機(jī)的本錢。曙光公司總裁歷軍表示，在研制曙光4000A超級(jí)

7、計(jì)算機(jī)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了眾多核心技術(shù)的突破，曙光4000A的主板和大量系統(tǒng)軟件均為計(jì)算所和曙光公司自主研發(fā)的。同時(shí)曙光4000A在基于AMDS片的超級(jí)計(jì)算機(jī)中Linpack效率也到達(dá)了全球第一。截至目前，曙光4000A已成功運(yùn)行了天氣預(yù)報(bào)，石油地震資料處理，核能開(kāi)發(fā)利用，計(jì)算流體力學(xué)，基因與蛋白分析和材料科學(xué)等領(lǐng)域的30多項(xiàng)應(yīng)用，表現(xiàn)出強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算、事務(wù)處理和信息效勞能力。曙光4000A在體積、功耗、使用效能以及本錢等方面優(yōu)于美、日生產(chǎn)的高性能計(jì)算機(jī)，有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。歷軍同時(shí)表示，TOP500的測(cè)試形式實(shí)際上是一種很理想化的應(yīng)用， 一味追TOP500的排名那么本末倒置。今后三四年，曙光超級(jí)

8、計(jì)算機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)方向?qū)⒉皇呛?jiǎn)單的計(jì)算速度的 提升，而是對(duì)用戶的各種不同應(yīng)用的支持和優(yōu)化。上海超級(jí)計(jì)算中心主任傅文彪談到，曙光4000A為國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算應(yīng)用的提升提供了先進(jìn)平臺(tái)。4000A是國(guó)家和地方政府對(duì)高性能計(jì)算的大力支持及南北高性能計(jì)算制造和應(yīng)用合作的結(jié)晶。作為國(guó)家網(wǎng)格主節(jié) 點(diǎn)之一，上海超級(jí)計(jì)算中心還將為這臺(tái)全球名列前十的超級(jí)計(jì)算機(jī)打造成熟的軟件應(yīng)用環(huán)境。上海超級(jí)計(jì) 算中心相信，通過(guò)合作與共贏，利用自己獨(dú)特的運(yùn)作模式和先進(jìn)的計(jì)算資源為用戶提供全方位計(jì)算效勞， 以推動(dòng)城市建設(shè)、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展、提升科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新能力。背景資料關(guān)于曙光4000A:曙光4000A高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是中科院計(jì)算

9、所國(guó)家智能計(jì)算機(jī)研究開(kāi)發(fā)中心承當(dāng)?shù)膰?guó)家863方案“高性能計(jì)算機(jī)及其核心軟件專項(xiàng)課題。該系統(tǒng)于2004年6月29日通過(guò)鑒定，并作為國(guó)家863方案支持的“中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格CNGrid中的一個(gè)主結(jié)點(diǎn)將于2004年8月落戶上海超級(jí)計(jì)算中心。 曙光4000A是計(jì)算所聯(lián)合曙光公司研制成功的我國(guó)第一臺(tái)運(yùn)算速度超過(guò)每秒10萬(wàn)億次的商品化超級(jí)計(jì)算機(jī)，研制開(kāi)發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一整套包括通訊、文件系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)與作業(yè)管理系統(tǒng)等機(jī)群系統(tǒng)軟件，并成功研制到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。曙光4000A在全球第一個(gè)推出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高密度主板和2U高度4 CPU的64位Opteron機(jī)架效勞器，在75平米內(nèi)聚集了11

10、萬(wàn)億次以上的計(jì)算能力，散熱量?jī)H380千瓦；曙光4000A系統(tǒng)中集成了主板管理、硬件監(jiān)控、KVM換、系統(tǒng)電源控制等大規(guī)模機(jī)群的管理功能，提高了系統(tǒng)的可管理性。它還通過(guò)支持32/64位計(jì)算，Cluster/MPP計(jì)算，交互式/協(xié)同計(jì)算，效勞器聚集計(jì)算，Wintel微軟英特爾模式等多種計(jì)算模式，使系統(tǒng)效勞用戶多種需求的能力大為提高，使得曙光4000A系統(tǒng)在網(wǎng)格環(huán)境下的應(yīng)用方面極具特色。曙光4000A擁有自主研制的機(jī)群系統(tǒng)軟件包括機(jī)群管理系統(tǒng)、機(jī)群部署系統(tǒng)、機(jī)群作業(yè)管理系統(tǒng)、并行文件系統(tǒng)、機(jī)群監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)群并行通信系統(tǒng)、機(jī)群高可用系統(tǒng)、機(jī) 群負(fù)載均衡系統(tǒng)等。作為國(guó)家網(wǎng)格主結(jié)點(diǎn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，曙光4000

11、A還配有自主研制的各種網(wǎng)格使能技術(shù)，包括網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境軟件和自行研制的網(wǎng)格零件。關(guān)于曙光4000A的產(chǎn)業(yè)奉獻(xiàn)：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)群(Industry Standard Cluster)的技術(shù)增值工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)群采用工業(yè)化量產(chǎn)的部件構(gòu)造高性能計(jì)算機(jī)，使高性能計(jì)算機(jī)的門檻大大降低，得以降低 本錢和廣泛使用，我們對(duì)其中最重要的核心技術(shù)進(jìn)行研究，掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。1、 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的5Gbps高速互連網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議： 高速互連網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議是機(jī)群系統(tǒng)的最核 心局部，是必需掌握的技術(shù)。2、 支持可擴(kuò)展和海量數(shù)據(jù)處理的機(jī)群文件系統(tǒng)： 可擴(kuò)展文件系統(tǒng)是機(jī)群系統(tǒng)中的難度最大的系統(tǒng)軟件， 沒(méi)有完善的商品化軟件。3、機(jī)群操

12、作系統(tǒng)核心：在機(jī)群系統(tǒng)中尚是空白，對(duì)在機(jī)群系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)各種系統(tǒng)軟件，和商業(yè)應(yīng)用具有 重要作用。大規(guī)模機(jī)群計(jì)算(Massively Cluster Computing)的關(guān)鍵技術(shù)機(jī)群體系結(jié)構(gòu)的高性能計(jì)算機(jī)具有固有的好處，和缺點(diǎn)，我們通過(guò)MCCC統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，管理能力，和系統(tǒng)生產(chǎn)率。1、 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高密度主板和2U4路機(jī)架效勞器：使我們能在75平米內(nèi)聚集11萬(wàn)億次計(jì)算能 力，和380千瓦的散熱量，提高了機(jī)群系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。2、 大規(guī)模機(jī)群的集成式管理網(wǎng)絡(luò)：集成了主板管理、硬件監(jiān)控、KVM切換、系統(tǒng)電源控制等大規(guī)模機(jī)群的管理功能，提高了系統(tǒng)的可管理性，管理員不需走

13、進(jìn)主機(jī)。3、支持多種計(jì)算模式的操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)部署和輕核心技術(shù)：通過(guò)多種技術(shù)支持32/64位計(jì)算，Cluster/MPP計(jì)算，交互式/協(xié)同計(jì)算，效勞器聚集計(jì)算，Wintel模式，使系統(tǒng)效勞用戶多種需求的能力大為提高。4、提高系統(tǒng)生產(chǎn)率的多調(diào)度策略作業(yè)管理、智能文件瀏覽器和自治管理器技術(shù)：通過(guò)海量文件管理、 多種作業(yè)調(diào)度策略、系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)等技術(shù)提高系統(tǒng)為用戶效勞的產(chǎn)出能力。-面向網(wǎng)格的技術(shù)1.提供高性能計(jì)算機(jī)的網(wǎng)格零件(Grid-enabling Components):包括網(wǎng)格路由器，網(wǎng)格鑰匙，網(wǎng)格網(wǎng) 關(guān)，網(wǎng)格監(jiān)控中心，網(wǎng)格文件訪問(wèn)，織女星網(wǎng)格操作系統(tǒng)。關(guān)于曙光4000A的應(yīng)用性能:曙光4000A

14、已成功運(yùn)行證券指數(shù)計(jì)算、電力平安評(píng)估、建筑工程抗震性評(píng)估、天氣預(yù)報(bào)、石油地震資 料處理、核能開(kāi)發(fā)利用、汽車碰撞、電磁輻射、計(jì)算流體力學(xué)、基因匹配與拼接、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析和材料 科學(xué)等領(lǐng)域的20多項(xiàng)應(yīng)用。上海超級(jí)計(jì)算中心在曙光4000A 運(yùn)行了6個(gè)重要的商用應(yīng)用軟件，獲得了很好的應(yīng)用性能，能大大提高上海地區(qū)的汽車、飛機(jī)、船舶等制造行業(yè)的設(shè)計(jì)能力。曙光4000A可以在20秒鐘內(nèi)是實(shí)時(shí)完成10000個(gè)5000萬(wàn)瓦以上的并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組， 和22萬(wàn)伏變電站構(gòu) 成的全國(guó)電網(wǎng)的電力平安評(píng)估，為防止類似美加大停電的電力故障提供決策支持，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定。曙光4000A可以在10分鐘內(nèi)完成上海證交所10年的100

15、0多支股票交易信息的200種證券指數(shù)的計(jì)算， 能夠?qū)崟r(shí)提供金融衍生產(chǎn)品。曙光4000A可以在1小時(shí)內(nèi)，可以同時(shí)完成4次36小時(shí)的中國(guó)周邊、北方大部、北京周邊、北京市的2021年奧運(yùn)會(huì)需要的氣象預(yù)報(bào)計(jì)算，包括風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等，精度1公里，即精確到每個(gè)奧運(yùn)會(huì) 場(chǎng)館。曙光4000A可以在2小時(shí)內(nèi)，可以同時(shí)完成20次上海黃埔江過(guò)江隧道三維結(jié)構(gòu)的地震數(shù)值分析的計(jì)算， 能夠精細(xì)評(píng)估隧道的抗震性能。作為面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)開(kāi)展的重大需求的超級(jí)效勞器，曙光4000A適用于各種大規(guī)?？茖W(xué)工程計(jì)算、商務(wù)計(jì)算。在大規(guī)模科學(xué)工程計(jì)算方面，可以擔(dān)綱電力電網(wǎng)平安評(píng)估、汽車碰撞、電磁輻射、石油 勘探開(kāi)發(fā)、氣象預(yù)報(bào)

16、、核能與水電開(kāi)發(fā)利用、各類航天器及飛機(jī)汽車艦船設(shè)計(jì)模擬、各類大型建筑工程安 全性評(píng)估、生物信息處理等重任，在大規(guī)模商務(wù)計(jì)算方面，它可以為證券、稅務(wù)、銀行、郵政、社會(huì)保險(xiǎn) 等行業(yè)和電子政務(wù)、電子商務(wù)等提供效勞。在大規(guī)模信息效勞方面，它可以在各類游戲網(wǎng)站、門戶網(wǎng)站、 信息中心、數(shù)據(jù)中心、流媒體中心、電信交換中心和大型企業(yè)信息中心中發(fā)揮作用。對(duì)基于海量存儲(chǔ)的數(shù) 據(jù)大集中應(yīng)用，完全兼容32位計(jì)算的具有64位地址空間的曙光4000A超級(jí)效勞器更可大顯身手。關(guān)于TOP500目前國(guó)際上對(duì)高性能計(jì)算機(jī)最權(quán)威的評(píng)測(cè)為世界計(jì)算機(jī)排名TOP500，該排行由美國(guó)的田納西大學(xué)、德國(guó)的曼海姆大學(xué)以及美國(guó)國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心每年發(fā)布兩次，已經(jīng)連續(xù)舉行了22屆。隨著曙光4000A超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)入TOP500前十，中國(guó)也成為繼美國(guó)、日本之后的第三個(gè)進(jìn)入世界前十的高性能計(jì)算