"天河一號A"榮登世界超級計算機榜首

    泡泡網顯卡頻道10月29日 去年的今天，我國國防科技大學自主研制的首臺千萬億次超級計算機系統(tǒng)“天河一號”宣布問世（詳見2560塊4870X2打造天河一號超級計算機）。這標志著我國成為繼美國之后，第二個能夠研制千萬億次超級計算機的國家。

    今年，國防科學技術大學在“天河一號”的基礎上，對加速節(jié)點進行了擴充與升級，新的“天河一號A”系統(tǒng)已經完成了安裝部署，其實測運算能力從上一代的每秒563.1萬億次倍增至2507萬億次，成為目前世界上最快的超級計算機！

    今天，在國家會議中心舉辦的2010全國高性能計算學術年會（HPC China）上，國防科技大學展出了“天河一號A”的詳細配置以及系統(tǒng)節(jié)點構成方案，向業(yè)界公布了最強超級計算機的更多資料，下面我們就來一探究竟。

    在今年5月份出爐的世界超級計算機500強的榜單中，排行榜首的是來自美國Cray的美洲豹“Jaguar”，憑借1.75 PFlop/s(每秒1750萬億次)的實測計算能力傲視群雄。從官方公布的數字來看，“Jaguar”采用了224162個處理器核心。

今年5月份的全球超級計算機排行榜單

　　而排行第二的是來自中國的“星云”，采用曙光TC3600模塊化刀片服務器作為節(jié)點，處理器是32nm工藝的六核至強X5650，并且采用了NVIDIA Tesla C2050 GPU做協(xié)處理，理論計算峰值性能可以達到每秒2980萬億次，Linpack實測運算能力為每秒1.271 PFlop/s(每秒1271萬億次)，屈居亞軍。

去年“天河一號”超級計算機的基本參數

    其中排行第七的，正是國防科技大學去年研制的“天河一號”，它使用了2560塊HD4870X2作為加速節(jié)點，理論運算能力可達每秒1206萬億次，Linpack實測運算能力為每秒563.1萬億次，是第一次殺進TOP10的國產超級計算機。

最新的中國超級計算機排行榜單

    現在，升級后的“天河一號A”超級計算機，將理論運算能力提升至每秒4701萬億次，實測運算能力提升至每秒2507萬億次的高度，從而一舉超越了“美洲豹”，榮登世界超級計算機排行榜榜首，成為地球上最快的計算機。

    “天河一號”去年采用的是Intel Xeon E5540/E5450四核心處理器、AMD Radeon HD 4870 X2顯卡、Infiniband互聯(lián)網絡，總計24576顆處理器核心，Linkpack最大性能563.10TFlops(每秒萬億次浮點運算)，峰值性能1206.19TFlops。

“天河一號A”系統(tǒng)配置

    如今的天河一號A則改裝了14336顆Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心處理器、7168塊NVIDIA Tesla M2050高性能計算卡，還有2048顆我國自主研發(fā)的飛騰FT-1000八核心處理器，總計20多萬顆處理器核心，同時還更換為專有互聯(lián)網絡。

“天河一號A”系統(tǒng)特點

    這樣一來，天河一號A的Linkpack最大性能飆升至2.507PFlops(每秒千萬億次浮點運算)，峰值性能更是高達4.7PFlops，分別是上代的4.4倍、3.9倍，而且得益于Fermi新架構的Tesla GPU高性能計算卡，天河一號的系統(tǒng)效率(最大性能與峰值性能比值)明顯提升，從原來的46.7％升至53.3％。

    NVIDIA方面表示，如果單純使用傳統(tǒng)處理器的話，要達到同樣的性能需要至少50000顆，同時系統(tǒng)功耗也會達到驚人的1200萬瓦特，而現在使用混合架構之后功耗僅為404萬瓦特，節(jié)省下來的電力足夠5000多戶居民使用一年。

天河一號A部分機柜實物

    天河一號A坐落在國家超級計算天津中心，現已投入全面運轉，而且它還是一套開放式訪問系統(tǒng)，可用來執(zhí)行大規(guī)模科學計算。

曙光“星云”也不弱

    天河一號A之后，2010 HPC TOP500上排在第二到第五位的分別是曙光公司星云、中科院過程工程研究所Mole-8.5、上海超級計算中心曙光5000A、中科院超級計算中心聯(lián)想深騰7000，最大性能分別為1.271PFlops、207.3TFlops、180.6TFlops、106.5TFlops，其中星云半年前全球排名高居第二位。特別值得一提的是，星云、Mole-8.5都使用了NVIDIA Fermi架構的Tesla C2050高性能計算卡。

    今天，國防科技大學在鳥巢附近的國家會議中心展出了“天河一號A”超級計算機的詳細配件和系統(tǒng)構成，我們得以近距離觀察這個龐然大物的冰山一角：

“天河一號A”的三大核心組件

    “天河一號A”恐怖的運算能力源自于14336顆Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心處理器、7168塊NVIDIA Tesla M2050高性能計算卡，還有2048顆我國自主研發(fā)的飛騰FT-1000八核心處理器，總計20多萬顆處理器核心。這些不同種類的處理器是以單個計算節(jié)點的方式，通過專用網絡連接在一體。

    超級計算機恐怖的運算能力，簡單來說就是靠堆CPU、GPU來實現的，但如何將龐大數量的處理器通過網絡和節(jié)點集合起來、讓它們高速并行的協(xié)同工作，這就是硬件方面最大的難點。“天河一號A”通過使用自主研發(fā)的處理器、網絡、互聯(lián)芯片，解決了這一難題，從而實現了不可思議的硬件規(guī)模和傲視群雄的運算能力。

    下面為組成“天河一號A”的部分國產處理器芯片：

    “天河一號”目前已在國家超級計算天津中心完成安裝部署，系統(tǒng)調試結束后將面向國內外市場，為包括石油勘探數據處理、生物醫(yī)藥研究、航空航天裝備研制、衛(wèi)星遙感、基礎科學理論計算等領域內的大規(guī)模計算提供服務。■<