天河“天河一号”七大技术四大特点三大功能[Word文档]

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中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际计算机专家对它的结构、特点与功能进行了全方位解读。千万亿次是一个质的变化

随着“天河一号”研制成功 中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒1206万亿次。这个数字意味着 “天河一号”计算一天一台配置Intel双核CPU、主频为2. 5 GHz的微机需要计算160年。就共享存储总容量而言 “天河一号”的存储量相当于4个藏书量为2 700万册的国家图书馆。

在超级计算机不断提高运算速度的过程中千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈” 。

美国早在20世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标直到2007年才实现。截至2009年6月世界上仅有3台千万亿次的计算机。

“国际计算机界认为从百万亿次提升到千万亿次是个质的变化不可能通过单纯扩大规模来实现而是需要体系结构上的改变”  国防科技大学教授窦文华说 “天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构从而实现了系统性能的提升。窦文华认为这种体系结构具备构建下一个量级 即万万亿次计算机的能力将会成为下一代高新计算机的主流结构。

“某些领域的现实需求 已经超出了目前巨型机的能力” 窦文华说气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此 “天河一号”投八使用后必将推动科学研究的发展。

七大技术 四大特点

一台千万亿次的“天河一号” 是否等于10个百万亿次巨型机之和 中国科学院院士周兴铭说系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。

”如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统功率会大得惊人用户可能连电费都付不起 同时机器的可靠性很低根本无法稳定工作。表面上看‘干活’ 的器件多了结果却是‘三个和尚没水吃’ ” 周兴铭说 “天河一号”采用7项关键技术使得“一加一”的结果尽量接近“二” 从而发挥出机器最大的整体效能。

这7项技术包括多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。

周兴铭介绍说这台计算机具有四大特点

高性能。无论是1206万亿次的峰值性能还是563. 1万亿次的Linpack实测性能均位于国内榜首、世界一流。

低能耗。能耗是每瓦电创造的计算效能 “天河一号” 目前能效为每瓦4. 3亿次运算与2009年6月公布的Top500(全球超级计算机前500强)排名第的美国“走鹃”计算机相当。参照2009年6月公布的Green500(全球绿色超级计算机前500强)排名 “天河一号”位居第五。

高安全。 “天河”实现了不同用户问数据和工作信息的相互隔离。对用户来说相当于到银行租个保险柜钥匙掌握在自己手里。

易使用。 “傻瓜化”的操作界面和菜单、 鼠标等常规操作让机器的使用变得简单。 同时作为一台国际通用的标准化超级计算机 “天河”上能运行来自各行业的各种程序不存在兼容性问题。

公共服务设施承载三大功能

“天河一号”将于2009年底至2010年在天津市滨海新区落户成为国家超级计算天津中心的业务主机面向国内外提供超级计算服务。

“天河”工程办公室主任李楠说 “天河一号”在投入使用后将实现三大功能。

第一作为提供超级计算服务的全球公共科研设施

“天河”向国内外用户开放。无论身在何处用户都可以通过国际互联网使用“天河”进行科学计算。

第二作为产业带动平台 “天河”上集中的当今时代最先进的信息技术将逐步转移到其他产业从而解决国家与社会发展中的各种问题。

第三作为吸引人才的平台 “天河”将进一步汇聚来自世界各地的尖端技术人才对国民经济和世界科技的可持续发展做出更多贡献。

李楠说 “天河”将用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘探和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、环渤海生态动力和污染数值模拟、基础科学理论计算等方面。

能代替人脑吗

“计算机无法代替人脑”  国防科技大学教授李思昆说人脑与计算机的一个根本区别在于人能够发现规律而计算机只能根据人发现的规律和设计的方法进行计算。

李思昆说超级计算机之所以能与人对弈就是因为人们把下棋的规律转化成了可以计算的模型。

“辩证法认为世界是有规律的。但还有很多问题比如爱情人类尚未发现其中的规律而已经发现的规律中也有可计算的和不可计算的。换句话说只要人类能够发现规律并且找到方法把规律变成可计算的问题从而建立起物理和数学模型计算机就能够替代人类在这些问题中的劳动” 李思昆说。

人脑的奇妙性让科学计算与世界无限未知的哲学命题紧密相连。

仅就代数计算而言的话 “天河一号” 1s能进行1206万亿次计算人却只能进行大约1次运算。然而记住对方的长相这样一个人在瞬间就能完成的图像识别工作计算机却要经历一个极其复杂的并行计算过程。

“今天看来不可计算的规律在未来某天也许能够进行计算但人类又会不断发现更多未知的领域和更多不可计算的规律” 李思昆说。

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