回顧中國超級計(jì)算機(jī)研發(fā)歷程 美國人總是震驚

“天河二號”獲全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)三連冠2014年06月24日09:51:47新華信息化新華網(wǎng)華盛頓６月２３日電（記者林小春）國際ＴＯＰ５００組織２３日公布了最新的全球超級計(jì)算機(jī)５００強(qiáng)排行榜，中國的“天河二號”超級計(jì)算機(jī)以比第二名美國“泰坦”超級計(jì)算機(jī)快近一倍的速度，連續(xù)第三次獲得冠軍。ＴＯＰ５００榜單每半年發(fā)布一次。自去年６月以來，“天河二號”就以每秒３３．８６千萬億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度穩(wěn)居榜首。除了芯片技術(shù)外，這一系統(tǒng)大多由中國自主研發(fā)。美國能源部下屬橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的“泰坦”則連續(xù)３次屈居亞軍，其浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒１７．５９千萬億次。第三名至第五名分別是美國勞倫斯－利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的“紅杉”、日本理化研究所的“京”和美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室的“米拉”，這一排名與上一期榜單無異。與上一期相比，前十名的唯一變化是第十名，新入選的是隸屬于美國政府的“克雷”ＸＣ３０超級計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度不到“天河二號”的十分之一。國際ＴＯＰ５００組織在一份聲明中說，從榜單看，“超級計(jì)算機(jī)的整體性能提升速度已降至歷史最低點(diǎn)”。例如，在１９９４年至２００８年間，榜單最后一名的計(jì)算性能平均每年提升９０％，而過去５年每年只提升了５５％。從整個榜單來看，美國進(jìn)入前５００強(qiáng)的超級計(jì)算機(jī)從上一期的２６５個下降至本期的２３３個，但優(yōu)勢依然明顯。第二名中國大陸則從６３個增至７６個。日本和英國分別以３０臺并列第三。超級計(jì)算機(jī)是國家科研的重要基礎(chǔ)工具，在地質(zhì)、氣象、石油勘探等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用，也是汽車、航空、化工、制藥等行業(yè)的重要科研工具。ＴＯＰ５００榜是對全球已安裝的超級計(jì)算機(jī)“排座次”的最知名排行榜。從１９９３年起，由國際ＴＯＰ５００組織以實(shí)測計(jì)算速度為基準(zhǔn)每年發(fā)布兩次。廣州躋身國家級超級計(jì)算中心行列天河二號超級計(jì)算機(jī)在穗全面運(yùn)行2014年06月29日19:52:28新華網(wǎng)新華網(wǎng)廣州６月２９日電（記者陳冀）國家超級計(jì)算廣州中心應(yīng)用推廣大會６月２９日在廣州召開，科學(xué)技術(shù)部副部長曹健林向廣州超級計(jì)算中心授予了“國家超級計(jì)算廣州中心”和“中國（廣州）計(jì)算科學(xué)服務(wù)中心”牌匾，這標(biāo)志著廣州躋身國家級超級計(jì)算中心行列。目前世界上速度最快的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——天河二號超級計(jì)算機(jī)也在廣州全面開通運(yùn)行。據(jù)介紹，為搶占國際科技發(fā)展制高點(diǎn)，提高自主創(chuàng)新能力，打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的重大基礎(chǔ)平臺，在科技部“十二五”８６３計(jì)劃重大項(xiàng)目支持下，廣東省政府、廣州市政府、國防科技大學(xué)、中山大學(xué)聯(lián)合共建廣州超級計(jì)算中心，項(xiàng)目位于廣州大學(xué)城，總投資２５億元?！疤旌佣枴背売?jì)算機(jī)是科技部“十二五”８６３計(jì)劃重大項(xiàng)目，由國防科技大學(xué)研制成功并落戶廣州超算中心。６月２３日，“天河二號”在德國萊比錫世界超級計(jì)算機(jī)大會上發(fā)布的最新ＴＯＰ５００排名中再次位居榜首，喜獲世界超算“三連冠”，實(shí)現(xiàn)“天河”系列超級計(jì)算機(jī)四次問鼎世界超算之巔。目前，天河二號超級計(jì)算機(jī)已在國家超級計(jì)算廣州中心全面投入運(yùn)行，向國內(nèi)外用戶開放使用。應(yīng)用領(lǐng)域涉及生命科學(xué)、材料科學(xué)、大氣科學(xué)、地球物理、能源、宇宙、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域，在大型基因組組裝、基因測序、生物醫(yī)學(xué)、高通量藥物篩選、污染治理、高超聲速發(fā)動機(jī)燃燒模擬等一系列事關(guān)國計(jì)民生的大科學(xué)、大工程中發(fā)揮了重要作用，與此同時，在智慧城市、電子政務(wù)、云計(jì)算和信息服務(wù)等方面獲得了成功應(yīng)用。在當(dāng)日推廣大會上，廣州超算中心理事長、廣州市市長陳建華向有關(guān)人員頒發(fā)了廣州超算中心技術(shù)咨詢委員會主任、顧問的聘書。廣州超算中心與８家戰(zhàn)略合作伙伴簽署了合作協(xié)議。大會期間還召開了廣州超算中心重點(diǎn)用戶座談會，舉辦了從大數(shù)據(jù)到大科學(xué)到大產(chǎn)業(yè)、高性能科學(xué)與工程計(jì)算前沿等主題演講?；仡欀袊売?jì)算機(jī)研發(fā)歷程美國人總是震驚2014年07月14日11:45瞭望東方周刊吳銘銀河超級計(jì)算機(jī)中國超級計(jì)算機(jī)：國運(yùn)與國策微電子為主推動信息技術(shù)發(fā)展的時代眼看就要到頭了，而信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用這一強(qiáng)勁勢頭沒有減退，國家的發(fā)展戰(zhàn)略需要非常認(rèn)真地考慮這些變化2014年6月下旬，國際TOP500組織公布2014年最新全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)：來自中國的“天河二號”再次擊敗美國的“泰坦”，位居榜首，至此達(dá)成“三連冠”。由于超級計(jì)算機(jī)涉及國防等領(lǐng)域的應(yīng)用，這一成績再次引發(fā)外媒熱議。所謂超級計(jì)算機(jī)，也稱高性能計(jì)算機(jī)。中國的超級計(jì)算機(jī)家族是一個以“銀河一號”為始祖，包括“銀河”、“天河”、“星云”、“神威”等系列產(chǎn)品在內(nèi)的譜系。就神秘的中國超級計(jì)算機(jī)，《瞭望東方周刊》日前專訪了中科院院士周興銘。周興銘曾是“銀河一號”的主機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人，此后相繼以總負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師的身份主持了“銀河仿真機(jī)”、“銀河二號”的研制。此次專訪中，他回顧了自“銀河一號”開始的中國高性能計(jì)算機(jī)研發(fā)歷程和經(jīng)驗(yàn)，以及那些當(dāng)年因此而英年早逝的同事們。他強(qiáng)調(diào)，中國超級計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展，要綜合、協(xié)調(diào)、高效、務(wù)實(shí)，不要片面追求某些方面的高指標(biāo)。作為一種產(chǎn)業(yè)，要大力加強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)的研究和發(fā)展。性能提升100倍《瞭望東方周刊》：中國高性能計(jì)算機(jī)如何起步？周興銘：高性能計(jì)算機(jī)起源于大型計(jì)算機(jī)。70年代，我國有幾家單位研制成功了大型機(jī)，主要有北京大學(xué)的150機(jī)、國防科技大學(xué)的151機(jī)、電子部15所的DJS機(jī)等。151機(jī)是為遠(yuǎn)望號測量船研制的，后來成為“遠(yuǎn)望一號”的中心計(jì)算機(jī)。因?yàn)槎际窃陔娮硬?38廠生產(chǎn)，在他們的序列里排序，北京大學(xué)的機(jī)器是150，國防科技大學(xué)是151。華東計(jì)算技術(shù)研究所也研制成功大型機(jī)，還援助出口給朝鮮等國家。當(dāng)時大型機(jī)的指標(biāo)是每秒鐘計(jì)算100萬次。70年代中，國外成功發(fā)展超級計(jì)算機(jī)，在此背景下，慈云桂教授于1977年向國家提出研制每秒計(jì)算一億次的超級計(jì)算機(jī)，理由是它對國防、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展都很重要。這是性能提升100倍的跨越，是國家行為。在慈云桂教授的帶領(lǐng)下，我們于1976年就開始醞釀超級計(jì)算機(jī)。1977年，鄧小平恢復(fù)工作，在資金不足的情況下，國家還是下決心做。主管部門是國防科委，當(dāng)時主任是張愛萍，由副主任張震寰主管。目標(biāo)是軍民兩用為國家的發(fā)展服務(wù)，當(dāng)時張愛萍還給我們下了軍令狀。1978年5月召開了方案論證會，通過專家評審，開始立項(xiàng)、研究，命名為“785超級計(jì)算機(jī)”。后來，張愛萍為其命名為“銀河”。最初國家為這項(xiàng)任務(wù)安排了2億元人民幣，慈云桂教授帶領(lǐng)我們精打細(xì)算，只花了5000萬元，還包括建科研樓、“銀河”機(jī)房的費(fèi)用。1983年“銀河一號”做成后產(chǎn)生巨大影響，中國成為繼美國、日本之后第三個能研制超級計(jì)算機(jī)的國家?！恫t望東方周刊》：“銀河”研制過程中的特點(diǎn)是什么？周興銘：“銀河”的研制與之前自力更生的路子有所不同，我們瞄準(zhǔn)最先進(jìn)的技術(shù)，充分利用改革開放的條件，國外沒有的或封鎖的，我們自主創(chuàng)新，國外有又不限制的就采用“拿來主義”。直到現(xiàn)在的“天河”系列，都是按這條道路發(fā)展的。沒有改革開放，不會有“銀河”、“天河”。5年時間，當(dāng)時技術(shù)骨干月工資只有七八十元，幾乎每天晚上都要加班?！般y河一號”做成后，骨干人員每人發(fā)了幾百元獎金，最后大家都沒要，都捐了出去。在那些加班的日子，最好的待遇就是每晚12點(diǎn)之后食堂里的免費(fèi)水餃。吃餃子的待遇一直持續(xù)到“銀河二號”完成。從70年代開始到90年代初，因工作強(qiáng)度大、伙食太差、營養(yǎng)不足、醫(yī)療條件落后，“銀河”科研團(tuán)隊(duì)有一批年輕人因肝炎、癌、肺病等去世，他們值得我們永遠(yuǎn)懷念。美國人總是震驚《瞭望東方周刊》：為什么要研發(fā)“銀河二號”？周興銘：“銀河二號”非常具有戲劇性。“銀河一號”后，國家沒有繼續(xù)部署新的研究計(jì)劃。1986年，國家氣象局給中央寫報(bào)告，說要做5至7天以上的中長期天氣預(yù)報(bào)，需要10億次級的計(jì)算機(jī)做數(shù)值計(jì)算。當(dāng)時他們和美國人談判時，對方答應(yīng)賣機(jī)器，但是要在機(jī)房建監(jiān)控中心，派美國人監(jiān)督使用，中國還要花很多錢支付報(bào)酬，并提供生活、居住條件。國家氣象局出于無奈，向中央提出了購買申請。我們聽說后，聯(lián)名向中央寫信，說我們自己可以做10億次計(jì)算機(jī)，得到了中央領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)。這樣，國家氣象局和我們簽訂了購機(jī)合同，購買經(jīng)費(fèi)是3000萬元。但是，當(dāng)時資金少——遠(yuǎn)少于“銀河一號”，性能要求高——“銀河一號”的10倍，技術(shù)難度大——元器件水平只比“銀河一號”提高4倍，任務(wù)艱巨。所以，“銀河二號”是做得最艱苦的。20世紀(jì)80年代，航天部的導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星等飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否達(dá)標(biāo)需要地面計(jì)算機(jī)模擬，美國首先做成全數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)。航天部把這個消息帶到了國內(nèi)，希望我們用“銀河”的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與美國仿真計(jì)算機(jī)相當(dāng)?shù)墓δ?。于是就有?982年到1985年研制的“銀河仿真機(jī)”。美國原來賣給中國每臺機(jī)器一百二三十萬美元，配置也很低。我們做成后，每臺100多萬元人民幣，配置很高。研制成功后，美國人看到報(bào)道，非常驚詫。而之前在1983年國慶節(jié)天安門游行時，圓筒狀的“銀河一號”模型走過天安門廣場，也引起了美國的震驚。他們認(rèn)為圓筒狀說明是抄襲他們的，實(shí)際上我們沒有他們?nèi)魏螆D紙，只是根據(jù)他們的廣告宣傳，學(xué)習(xí)了圓形連線短的設(shè)計(jì)思想?！般y河一號”許多關(guān)鍵技術(shù)是我們自主創(chuàng)新的，美國沒有。還是被外國人賺了很多錢《瞭望東方周刊》：你如何看當(dāng)前中國高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展情況，以及產(chǎn)業(yè)化、高精尖發(fā)展的兩條道路？周興銘：經(jīng)過“銀河”問世至今的30年發(fā)展歷程，現(xiàn)在我國呈現(xiàn)出國防科技大學(xué)“銀河”“天河”、北京“曙光”“星云”、無錫“神威”三箭齊發(fā)的格局。我們的一個重要變化是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。高性能計(jì)算機(jī)普遍使用，動力來源于科技發(fā)展和社會進(jìn)步需求。流體力學(xué)計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)、影視制作、汽車設(shè)計(jì)、生命科學(xué)信息處理、新藥研究等重大應(yīng)用，都需要高性能計(jì)算。隨著網(wǎng)絡(luò)快速擴(kuò)張發(fā)展及惠及民眾的廣泛應(yīng)用，更多的計(jì)算中心、更多的網(wǎng)站需要更多服務(wù)器支持，也需要更多的高性能計(jì)算機(jī)。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志性事件是成立曙光公司，通過OEM降低了機(jī)器的價格，切入市場。另外，華為通過通信系統(tǒng)的銷售應(yīng)用，實(shí)際上也成為服務(wù)器生產(chǎn)大戶。浪潮集團(tuán)服務(wù)器產(chǎn)業(yè)化做得也很好。不過，我們要認(rèn)識到我國的服務(wù)器產(chǎn)品在國際上占有量很少，國內(nèi)市場占有率也不高。對于“普及型高性能計(jì)算機(jī)”的產(chǎn)業(yè)化，我認(rèn)為應(yīng)該是公司主導(dǎo)，由市場競爭去發(fā)展。但“高端高性能計(jì)算機(jī)”應(yīng)由政府主導(dǎo)。從世界范圍看，包括美國在高端機(jī)器研制、運(yùn)行都是政府出資。高端機(jī)器必須高投入地支持研究，但也不能說高端機(jī)器就不能產(chǎn)業(yè)化。比如我們的“銀河”、“天河”系列產(chǎn)品，已賣出50多套，最近兩三年就賣出了近20套，銷售資金達(dá)20億。主要用戶是科研部門、企業(yè)、軍隊(duì)。國外來講，CRAY公司、IBM公司的產(chǎn)業(yè)化程度也非常高。我國高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展，近年來非常重要的事情就是“863”計(jì)劃中的“天河”系列產(chǎn)品的問世，是我國攀上世界高峰的標(biāo)志性成果。不過，可以明顯看到，我國使用的領(lǐng)域還是比較窄，許多領(lǐng)域的應(yīng)用軟件是從美國買的，美國賺了我們很多錢。在應(yīng)用上和國外相比，還有很大差距。不能只重視研制、裝備機(jī)器，要大力支持“應(yīng)用”的開發(fā)和廣泛的實(shí)用，國家“863”計(jì)劃應(yīng)該多投些錢?！恫t望東方周刊》：2015年度的“863”計(jì)劃，首要提出發(fā)展超級計(jì)算機(jī)，著力發(fā)展高效能計(jì)算機(jī)三期。如何看這個國家計(jì)劃？周興銘：三期的指標(biāo)是做到“天河二號”的三倍，做好、用好的難度都很大。目前，國內(nèi)像“天河”這種“跨躍式”的創(chuàng)新發(fā)展不是很多。高性能計(jì)算發(fā)展如何從大到強(qiáng)，迎接新挑戰(zhàn)，攀登新高度，正面臨一個重要的轉(zhuǎn)折。所以，國家在高性能計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方面，長遠(yuǎn)規(guī)劃和可行的長遠(yuǎn)務(wù)實(shí)目標(biāo)，是持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。不管是普及型的還是高端的，我國占世界市場的比例都很小。要想把整體水平提上去，很重要的一條就是，要注意關(guān)鍵技術(shù)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，不要片面追求某些方面某些指標(biāo)的提高。其次，要學(xué)會處理好市場調(diào)節(jié)與政府指導(dǎo)的關(guān)系。只靠市場，發(fā)展難度很大，太強(qiáng)調(diào)政府的指導(dǎo)作用，就會影響市場良性發(fā)展及與國外的開放合作?？茖W(xué)家不要誤導(dǎo)政治家《瞭望東方周刊》：對中國高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展，你有何總體性的意見和建議？周興銘：我國高性能計(jì)算機(jī)的裝備和使用水平，大體上與我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及國際地位相當(dāng)，已經(jīng)排到世界第二。但總體上看，盡管“天河”系列性能做到世界第一，國防科大仍認(rèn)為有三個沒變：首先，西方國家在信息技術(shù)領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢地位沒有變；其次，美國在超級計(jì)算機(jī)的研制和應(yīng)用上的主導(dǎo)地位沒有變；第三，世界各國在超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域加大競爭的態(tài)勢沒有變。關(guān)于我國今后在高性能計(jì)算方面的發(fā)展，第一，應(yīng)該更加注重綜合、協(xié)調(diào)、高效、務(wù)實(shí)發(fā)展，不要因?yàn)樵谀承┓矫娴闹笜?biāo)較為突出，就翹尾巴。第二，要大力發(fā)展應(yīng)用。我國在研制、裝備機(jī)器方面投入很多錢，但面向各個領(lǐng)域的正在運(yùn)行的應(yīng)用程序大多購自美國，應(yīng)把相當(dāng)部分的投入花在應(yīng)用上，做這種應(yīng)用軟件，必須是既懂得領(lǐng)域計(jì)算又懂得高性能機(jī)的復(fù)合型人才?！般y河二號”就是一個很好的例子。國家氣象中心從歐洲合作獲得氣象預(yù)報(bào)軟件，但直接運(yùn)行不盡如人意。我們專門組織一個團(tuán)隊(duì)研究改造這個軟件，使其計(jì)算性能提高了許多倍，比在美國機(jī)器上的還要快很多。第三，我國要慎重研究微電子的發(fā)展戰(zhàn)略。國內(nèi)現(xiàn)在投入很大，期盼很高，但沒有找到成功的路子，原因在于工藝線和許多知識產(chǎn)權(quán)都是國外的，市場與軟件是國外產(chǎn)品統(tǒng)治。我國自主開發(fā)高性能CPU做了許多年，沒有滿意的成績。有的媒體宣傳我國做成了“完全自主”的高性能中央處理機(jī)，可能會把相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)給忽悠了，科學(xué)家不要去誤導(dǎo)政治家。Intel在2012年初推出22納米的先進(jìn)工藝線，到現(xiàn)在已經(jīng)兩年多了，沒有新的工藝線跟進(jìn)。這已經(jīng)打破了微電子每18個月性能提高一倍成本下降一倍的摩爾定律?，F(xiàn)在是不是已經(jīng)進(jìn)入了“后摩爾時代”？我認(rèn)為，以微電子為主推動信息技術(shù)發(fā)展的時代眼看就要到頭了，而信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的強(qiáng)勁勢頭沒有減退。國家的發(fā)展戰(zhàn)略需要非常認(rèn)真地考慮這些變化。世界超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)國際TOP500組織是發(fā)布全球已安裝的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)排名的權(quán)威機(jī)構(gòu)，以超級計(jì)算機(jī)基準(zhǔn)程序Linpack測試值為序進(jìn)行排名，每年發(fā)布兩次，其目的是促進(jìn)國際超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的交流和合作，促進(jìn)超級計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用。中國研制的曙光4000A和曙光5000A超級計(jì)算機(jī)曾兩次位居世界第10名。德國萊比錫舉行的“2013國際超級計(jì)算大會”上，正式發(fā)布了第41屆世界超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排名。由中國國防科技大學(xué)研制的天河二號超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的優(yōu)異性能位居榜首。世界超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)Thetop500--arespectedlistoftheworld'smostpowerfulcomputers第一名天河2號（中國）每秒3.39億億次第二名泰坦（美國）每秒1.76億億次第三名紅杉（美國）每秒1.72億億次目錄1超級計(jì)算機(jī)簡介2超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1超級計(jì)算機(jī)簡介編輯國際TOP500組織正式發(fā)布世界超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排名榜，由國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院研制的中國首臺千萬億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“天河一號”名列全球第五、亞洲第一，這是我國超級計(jì)算機(jī)在國際排行榜上的歷史最好成績?！疤旌右惶枴背売?jì)算機(jī)峰值速度和實(shí)測速度分別為每秒1206.19萬億次和563.1萬億次。在排行榜公布的全球前10臺最快的超級計(jì)算機(jī)中，這是唯一的非美國產(chǎn)品。這表明我國超級計(jì)算機(jī)研制技術(shù)已進(jìn)入世界前列，我國成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的國家。[1]2超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編輯“天河一號”采用CPU和GPU相結(jié)合的異構(gòu)融合計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，硬件系統(tǒng)主要由計(jì)算處理系統(tǒng)、互連通信系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、監(jiān)控診斷系統(tǒng)與基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)組成，軟件系統(tǒng)主要由操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、并行程序開發(fā)環(huán)境與科學(xué)計(jì)算可視化系統(tǒng)組成?？傮w技術(shù)指標(biāo)如下：（1）峰值速度4700TFlops，持續(xù)速度2566TFlops（LINPACK實(shí)測值），內(nèi)存總?cè)萘?62TB，存儲總?cè)萘?PB。（2）計(jì)算處理系統(tǒng)：包含7168個計(jì)算結(jié)點(diǎn)和1024個服務(wù)結(jié)點(diǎn)。每個計(jì)算結(jié)點(diǎn)包含2路英特爾CPU和一路英偉達(dá)GPU，每個服務(wù)結(jié)點(diǎn)包含2路飛騰CPU。全系統(tǒng)共計(jì)23552個微處理器，其中英特爾至強(qiáng)X5670CPU（2.93GHz、6核）14336個、飛騰－1000CPU（1.0GHz、8核）2048個、英偉達(dá)M2050GPU（1.15GHz、14核/448個CUDA核）7168個，CPU核共計(jì)102400個，GPU核共計(jì)100352個。（3）互連通信系統(tǒng)：采用自主設(shè)計(jì)的高階路由芯片NRC和高速網(wǎng)絡(luò)接口芯片NIC，實(shí)現(xiàn)光電混合的胖樹結(jié)構(gòu)高階路由網(wǎng)絡(luò)，鏈路雙向帶寬160Gbps，延遲1.57us。（4）輸入輸出系統(tǒng)：采用Lustre全局分布共享并行I/O結(jié)構(gòu)，6個元數(shù)據(jù)管理結(jié)點(diǎn)，128個對象存儲結(jié)點(diǎn)，總?cè)萘?PB。（5）監(jiān)控診斷系統(tǒng)：采用分布式集中管理結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時安全監(jiān)測、控制和調(diào)試診斷。（6）基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)：采用高密度雙面對插組裝結(jié)構(gòu)，冷凍水空調(diào)密閉風(fēng)冷散熱。環(huán)境溫度10℃～35℃，濕度10%～90%。（7）操作系統(tǒng)：64位麒麟Linux，面向高性能并行計(jì)算優(yōu)化，支持能耗管理、高性能虛擬計(jì)算域等，可廣泛支持第三方應(yīng)用軟件。（8）編譯系統(tǒng)：支持C、C++、Fortran77/90/95、Java語言，支持OpenMP、MPI并行編程，支持異構(gòu)協(xié)同編程框架，高效發(fā)揮CPU和GPU的協(xié)同計(jì)算能力。[2]參考資料1．世界超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)揭曉_互聯(lián)網(wǎng)頻道-新華網(wǎng)．新華網(wǎng)[引用日期2013-06-17]．2．天河一號超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)．國家計(jì)算機(jī)天津中心[引用日期2013-07-17]．超級計(jì)算發(fā)展面臨瓶頸天河二號一年電費(fèi)至少1億2014-06-2509:44:30劉揚(yáng)環(huán)球網(wǎng)【環(huán)球軍事報(bào)道】IT領(lǐng)域的摩爾定律認(rèn)為，計(jì)算機(jī)性能每18個月就將提升一倍。中國“天河二號”超級計(jì)算機(jī)在世界超級計(jì)算機(jī)排行榜上連續(xù)3次奪得冠軍，固然值得慶賀，但另一方面也顯示，超級計(jì)算機(jī)的技術(shù)陷入瓶頸狀態(tài)。張?jiān)迫榻B說，以往超級計(jì)算機(jī)通過增加處理器數(shù)量就能不斷提高性能。但美國勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的豪斯·費(fèi)姆尼教授認(rèn)為，最近幾年超算技術(shù)上的發(fā)展，都不足以突破艾級超算的障礙。原來認(rèn)為2018年就能實(shí)現(xiàn)1000P級別的超算，現(xiàn)在推遲到2020年，甚至2022年都無法實(shí)現(xiàn)。超算發(fā)展目前面臨的挑戰(zhàn)首先是功耗控制難。目前的集成水平和此前相比并沒有根本性改善，以現(xiàn)有技術(shù)，艾級超級計(jì)算機(jī)的功耗會超過20兆瓦，建造費(fèi)用將超過2億美元，這將帶來一系列技術(shù)和運(yùn)營問題。例如“天河二號”一年僅電費(fèi)就要1億元人民幣，全速運(yùn)算的話，電費(fèi)更高達(dá)1.5個億。如果還是按照老思路，依靠增加規(guī)模制造出的艾級超算，功耗可能會達(dá)到50-100兆瓦，這需要有一個專門的核電站來給它供電，這樣的超算顯然沒有實(shí)用價值。同時這樣密集排列的大功率處理器，也會帶來無法解決的散熱問題。因此國際上公認(rèn)的艾級超算標(biāo)準(zhǔn)是，功耗必須控制在20兆瓦內(nèi)，這就要求在制造工藝上有革命性突破。其次是可靠性問題，將來超級計(jì)算機(jī)并發(fā)部件將超過10億，以現(xiàn)在的故障率，平均每過10-20分鐘系統(tǒng)就會報(bào)一次硬件錯誤，而每次處理錯誤需要半個小時。這顯然也是無法容忍的。第三，超算還面臨數(shù)據(jù)的訪問速度限制?，F(xiàn)在超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行的速度越來越快，但現(xiàn)有存儲器讀取數(shù)據(jù)的速度卻已無法跟上需求，也成為超級計(jì)算機(jī)性能提升的瓶頸。因此美國也有一批教授認(rèn)為應(yīng)該反思超算的發(fā)展方向，改變追求峰值運(yùn)算速度的模式，而注重實(shí)用價值。例如放棄通用型超算，而是根據(jù)實(shí)際需求定制超算。第四，超算要取得更長遠(yuǎn)發(fā)展需要解決架構(gòu)難題。王恩東認(rèn)為，如何開發(fā)更加創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)從而突破性能瓶頸，使超算性能從千萬億次上升到百億億次，這是全球超級計(jì)算機(jī)專家都關(guān)心的話題之一。去年在上海交通大學(xué)上線運(yùn)行的中國高校第一超級計(jì)算機(jī)就使用了浪潮和上海交大共同開發(fā)的CPU+GPU+MIC的創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)，目前這種架構(gòu)被普遍認(rèn)為是突破P級到艾級最有可能的方法。▲(劉揚(yáng))“天河一號”超級計(jì)算機(jī)落戶長沙后閑置近一年2014-07-1011:25:23紅網(wǎng)“天河一號”是中國首臺千萬億次超級計(jì)算機(jī)。曾計(jì)劃從2010年9月開始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試與測試，并分步提交用戶使用今年6月23日，超級計(jì)算機(jī)世界500強(qiáng)最新排行榜公布，落戶于國家超級計(jì)算廣州中心的“天河二號”繼續(xù)領(lǐng)跑，使得中國天河系列超級計(jì)算機(jī)4年間第四次問鼎全球超算之巔。事實(shí)上，相比廣州，長沙與天河系列超級計(jì)算機(jī)結(jié)緣更早。2010年，“天河一號”國家超級計(jì)算中心落戶長沙，成為繼天津和深圳之后，國家科技部正式批準(zhǔn)建立的第三家國家超級計(jì)算中心（以下簡稱長沙超算）。但是，長沙超算“起了早床，卻趕了晚集”，至今還沒有投入運(yùn)營。長沙超算自2010年11月開始籌建，2013年7月主體工程竣工，同年9月，“天河一號”主機(jī)設(shè)備安裝到位。然而，遷至新址后，設(shè)備一直封存，并沒有正式運(yùn)營。直到今年6月才進(jìn)行加電測試，啟動試車?！坝型馐⊥姓勑Γf湖南的超算建設(shè)是中國超算建設(shè)的'爛尾工程'?！笔≌f(xié)常委、湖南大學(xué)國家超算長沙中心教授白樹仁談到長沙超算項(xiàng)目，頗有點(diǎn)怒其不爭。白樹仁在今年省政協(xié)全會提交了一份有關(guān)長沙超算的提案，被列為省政協(xié)重點(diǎn)提案之一。在6月26日的省政協(xié)重點(diǎn)提案辦理協(xié)商會上，省科技廳一位負(fù)責(zé)人感慨，“閑置了整整一年，我們不好向社會交代，設(shè)備也很受傷。”究竟是什么原因讓設(shè)備“受傷”？“天河一號”還能否在長沙超算中心發(fā)揮威力？2010年，“天河一號”以每秒2570萬億次的運(yùn)算速度成為世界最快的計(jì)算機(jī)“數(shù)字湖南”重點(diǎn)工程2010年8月，省政府與國防科技大學(xué)、湖南大學(xué)在長沙簽署超級計(jì)算中心省校共建框架協(xié)議。協(xié)議規(guī)定，以省校共建方式，由省政府出資、湖南大學(xué)提供建設(shè)場地、國防科技大學(xué)提供技術(shù)支持，合作建設(shè)長沙超算中心。項(xiàng)目籌建之初，滿載著政府的希冀和用戶的期待?！皵?shù)字湖南規(guī)劃(2011-2015年)”--湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展信息化“十二五”規(guī)劃中，長沙超算被列為重點(diǎn)工程。規(guī)劃中提出依托技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)新模式，向氣象、市政、統(tǒng)計(jì)等政府部門，生物醫(yī)藥、數(shù)字媒體、游戲動漫等商業(yè)用戶，高等院校、科研院所等單位提供技術(shù)先進(jìn)、靈活高效、安全穩(wěn)定、高度共享的一體化硬件設(shè)施、開發(fā)平臺和軟件產(chǎn)品服務(wù)窗口。2011年6月，“天河一號”主機(jī)系統(tǒng)建成開通；11月，千萬億次主機(jī)系統(tǒng)上線，在國防科大機(jī)房投入試運(yùn)行，運(yùn)行峰值達(dá)1372.5萬億次。氣象部門、國土部門成為首批公共用戶；虹貓藍(lán)兔等動漫產(chǎn)業(yè)，中聯(lián)重科、南車時代、三一重工等機(jī)械制造、設(shè)計(jì)仿真產(chǎn)業(yè)也都先后加入超級計(jì)算機(jī)的試用隊(duì)伍中。時任長沙超算湖南大學(xué)建設(shè)辦主任蔡立軍向媒體表示，長沙超算的產(chǎn)業(yè)帶動效應(yīng)明顯，國家測繪地理信息局將依托中心建設(shè)“天地圖”南方數(shù)據(jù)庫，這將成為中國制造的“googlemap”；國家國防科工局也已批復(fù)湖南作為高分辨對地觀測數(shù)據(jù)處理湖南中心，利用長沙超算進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、存儲和處理。然而，已于2013年9月將“天河一號”遷入的長沙超算至今沒有運(yùn)營，其現(xiàn)狀究竟如何？今年6月，長沙超算湖南大學(xué)建設(shè)辦的技術(shù)人員對主機(jī)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，機(jī)房天花板因潮濕發(fā)霉、空調(diào)冷凝管漏水，不得不停下來重新焊接再測試。湘聲報(bào)記者來到長沙超算現(xiàn)場，看到施工單位的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理部門牌還豎在原地，大門并未修建?！?”、“1”數(shù)字造型的主機(jī)樓（天算臺）和研發(fā)中心大門緊鎖。2012年6月18日，國際超級電腦組織公布的全球超級電腦500強(qiáng)名單中，“天河一號”排名全球第五為何推遲移交2010年11月，長沙超算在湖南大學(xué)正式奠基。這一項(xiàng)目采用了“代建制”，由省政府委托省發(fā)改委具體負(fù)責(zé)項(xiàng)目建設(shè)，代行建設(shè)期間的業(yè)主管理職責(zé)。白樹仁說，長沙超算項(xiàng)目概算投資8.6億元。項(xiàng)目奠基一年后，主體工程才開工。期間，代建方與運(yùn)營主體的矛盾也由此產(chǎn)生。《超級計(jì)算中心省校共建框架協(xié)議》第五條明確了乙方（湖南大學(xué)）的職責(zé)：負(fù)責(zé)提供校園內(nèi)原計(jì)專校區(qū)土地作為項(xiàng)目用地，依法落實(shí)用地范圍內(nèi)的拆遷安置。所提供的土地，其土地價格依法評估確定，作為共建入股資金。然而，等到代建方開始辦理手續(xù)準(zhǔn)備動工時發(fā)現(xiàn)，計(jì)專校區(qū)（原湖南計(jì)算機(jī)?？茖W(xué)校）的土地所有權(quán)法人不是湖南大學(xué)，仍是計(jì)專。省發(fā)改委投資處副處長李文景認(rèn)為，“湖南大學(xué)是拿著別人的土地跟省政府合作”，代建方為其跑上跑下，變更了土地所有權(quán)的法人身份后，才得以開工。對此，白樹仁說，2002年湖南計(jì)算機(jī)?？茖W(xué)校合并到湖南大學(xué)后，湖南計(jì)算機(jī)?？茖W(xué)校由此注銷，當(dāng)時土地許可證沒有變更，后來，計(jì)專的老領(lǐng)導(dǎo)都陸續(xù)退休，也沒有人在意這個事情?！斑@的確是我們工作不夠細(xì)致。但土地所有權(quán)的確是屬于湖大的?！绷硗?，湖南大學(xué)在對計(jì)專校區(qū)拆遷安置時，中科院一位院士的國家實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)在計(jì)專校區(qū)的一棟行政樓內(nèi)，需要到2011年年中驗(yàn)收。為確保這一國家實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過驗(yàn)收，拆遷不得不推遲，這樣一來，長沙超算也延至2011年下半年開工。2013年9月，主機(jī)設(shè)備到位。湖南大學(xué)認(rèn)為，根據(jù)協(xié)議第三條，項(xiàng)目建成后，應(yīng)移交乙方（湖南大學(xué)）管理運(yùn)營。對此，李文景回應(yīng)，“當(dāng)時接收部門沒有明確，接收單位沒有成立，項(xiàng)目無法移交，暫由代建單位負(fù)責(zé)基本維護(hù)和保養(yǎng)。”后來，因?yàn)榉N種原因，以及超算中心缺乏運(yùn)營監(jiān)管，千萬億次的高性能計(jì)算機(jī)就這樣空閑了近一年。白樹仁在提案中呼吁，“長沙超算中心要馬上用起來，外省起步晚的都跑在前面去了！”白樹仁的呼吁得到相關(guān)部門的重視。今年3月，省政府召開第24次常務(wù)會議，明確省科技廳作為主管部門，省高新創(chuàng)投公司作為出資人代表，長沙超算作為省科技廳下屬具有獨(dú)立法人的公益二類事業(yè)單位，省財(cái)政在一定時期內(nèi)對長沙超算的運(yùn)營維護(hù)予以保障。目前，長沙超算開始聯(lián)動試車。在6月26日的省政協(xié)重點(diǎn)提案辦理協(xié)商會上，省發(fā)改委答復(fù)，目前正在抓緊編制移交清單，爭取7月底8月初完成主體建筑和設(shè)備等的移交工作。天河一號于2010年投入使用后，在航天、天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)報(bào)和海洋環(huán)境模仿方面均取得了顯著成就超算效力有多大“天河一號”究竟有多快？如果長沙超算正式運(yùn)營，面向社會提供服務(wù)，能發(fā)揮多大效力？湖南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院計(jì)算系主任劉宏說，超算和雙核計(jì)算機(jī)原理類似，如果把每個內(nèi)核比作一個人在思考，那么千萬億次超級計(jì)算機(jī)就相當(dāng)于同時有千萬億個人在思考計(jì)算?！疤旌右惶枴?天的運(yùn)算量，1臺桌上電腦要連續(xù)工作160年；每秒40GB通信帶寬，相當(dāng)于1秒鐘內(nèi)下載5部高清電影；從仿真設(shè)計(jì)、醫(yī)藥研發(fā)到臺風(fēng)預(yù)報(bào)、能源勘測，它都有用武之地。“但是超算并不是普適型的，超算應(yīng)該做超算的事情。”劉宏認(rèn)為，超算適用于大規(guī)模計(jì)算陣列的精細(xì)化科學(xué)計(jì)算。比如國家超算天津中心利用“天河一號”超級計(jì)算機(jī)，構(gòu)建了石油勘探數(shù)據(jù)處理平臺，比較準(zhǔn)確地計(jì)算出油井的位置、儲存量。每口油井的勘探成本高達(dá)幾千萬元，運(yùn)用超算準(zhǔn)確定位，節(jié)約的成本可以想見?！艾F(xiàn)在國內(nèi)有5家國家級超算中心，如果長沙超算投入運(yùn)營，還要看省內(nèi)的市場需求是否與超算實(shí)力相匹配?！眲⒑暾f。據(jù)媒體公開報(bào)道，目前，全球最快的超級計(jì)算機(jī)“天河二號”今年4月開始試運(yùn)行，迄今服務(wù)了全球范圍內(nèi)的120家客戶，運(yùn)用率目前是34%。（湘聲報(bào)－湖南政協(xié)新聞網(wǎng)）由國防科大研制的天河二號超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的優(yōu)異性能位居榜首，成為全球最快超級計(jì)算機(jī)天河二號是繼天河一號之后，中國超級計(jì)算機(jī)再次奪冠在2014年6月23日公布的全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，中國“天河二號”以比第二名美國“泰坦”快近一倍的速度連續(xù)第三次獲得冠軍天河二號是當(dāng)今世界上運(yùn)算速度最快的超級計(jì)算機(jī)，綜合技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平中國超算創(chuàng)新聯(lián)盟成立聚合過6萬萬億次超算資源2013-10-2511:22:08梁文華中國航空報(bào)超級計(jì)算機(jī)模擬。（資料圖）國防科技大學(xué)研制的天河二號超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（資料圖）我國超級計(jì)算創(chuàng)新聯(lián)盟近日在北京正式成立，將聚合“天河一號”、“天河二號”等超過6萬萬億次的超級計(jì)算資源。聯(lián)盟名譽(yù)理事長金怡濂院士表示，超級計(jì)算是綜合國力的體現(xiàn)，也是創(chuàng)新型國家科技進(jìn)步的重要標(biāo)志，特別是信息技術(shù)的關(guān)鍵領(lǐng)域必須是自主可控的。超級計(jì)算創(chuàng)新聯(lián)盟將架起溝通“造機(jī)器”“管機(jī)器”和“用機(jī)器”3個群體友好聯(lián)合的橋梁，共同探索構(gòu)建超級計(jì)算創(chuàng)新平臺，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用發(fā)展，更好地服務(wù)社會與廣大用戶，壯大我國超級計(jì)算事業(yè)，作為產(chǎn)學(xué)研的一種創(chuàng)新模式，在超級計(jì)算應(yīng)用與發(fā)展中將會發(fā)揮重要作用。