“天河一号A”成为世界最快的超级电脑

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作者: 李永波
2010-10-29

10月29日 去年的今天,我国国防科技大学自主研制的首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”宣布问世(详见2560块4870X2打造天河一号超级计算机)。这标志着我国成为继美国之后,第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。


今年,国防科学技术大学在“天河一号”的基础上,对加速节点进行了扩充与升级,新的“天河一号A”系统已经完成了安装部署,其实测运算能力从上一代的每秒563.1万亿次倍增至2507万亿次,成为目前世界上最快的超级计算机!


今天,在国家会议中心举办的2010全国高性能计算学术年会(HPC China)上,国防科技大学展出了“天河一号A”的详细配置以及系统节点构成方案,向业界公布了最强超级计算机的更多资料,下面我们就来一探究竟。

在今年5月份出炉的世界超级计算机500强的榜单中,排行榜首的是来自美国Cray的美洲豹“Jaguar”,凭借1.75 PFlop/s(每秒1750万亿次)的实测计算能力傲视群雄。从官方公布的数字来看,“Jaguar”采用了224162个处理器核心。

今年5月份的全球超级计算机排行榜单


而排行第二的是来自中国的“星云”,采用曙光TC3600模块化刀片服务器作为节点,处理器是32nm工艺的六核至强X5650,并且采用了 NVIDIA Tesla C2050 GPU做协处理,理论计算峰值性能可以达到每秒2980万亿次,Linpack实测运算能力为每秒1.271 PFlop/s(每秒1271万亿次),屈居亚军。

去年“天河一号”超级计算机的基本参数


其中排行第七的,正是国防科技大学去年研制的“天河一号”,它使用了2560块HD4870X2作为加速节点,理论运算能力可达每秒1206万亿次,Linpack实测运算能力为每秒563.1万亿次,是第一次杀进TOP10的国产超级计算机。

 

最新的中国超级计算机排行榜单


现在,升级后的“天河一号A”超级计算机,将理论运算能力提升至每秒4701万亿次,实测运算能力提升至每秒2507万亿次的高度,从而一举超越了“美洲豹”,荣登世界超级计算机排行榜榜首,成为地球上最快的计算机。

“天河一号”去年采用的是Intel Xeon E5540/E5450四核心处理器、AMD Radeon HD 4870 X2显卡、Infiniband互联网络,总计24576颗处理器核心,Linkpack最大性能563.10TFlops(每秒万亿次浮点运算),峰值性能1206.19TFlops。

“天河一号A”系统配置


如今的天河一号A则改装了14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡,还有2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器,总计20多万颗处理器核心,同时还更换为专有互联网络。

“天河一号A”系统特点

这样一来,天河一号A的Linkpack最大性能飙升至2.507PFlops(每秒千万亿次浮点运算),峰值性能更是高达4.7PFlops,分别是 上代的4.4倍、3.9倍,而且得益于Fermi新架构的Tesla GPU高性能计算卡,天河一号的系统效率(最大性能与峰值性能比值)明显提升,从原来的46.7%升至53.3%。

NVIDIA方面表示,如果单纯使用传统处理器的话,要达到同样的性能需要至少50000颗,同时系统功耗也会达到惊人的1200万瓦特,而现在使用混合架构之后功耗仅为404万瓦特,节省下来的电力足够5000多户居民使用一年。

天河一号A部分机柜实物

天河一号A坐落在国家超级计算天津中心,现已投入全面运转,而且它还是一套开放式访问系统,可用来执行大规模科学计算。

曙光“星云”也不弱

天河一号A之后,2010 HPC TOP500上排在第二到第五位的分别是曙光公司星云、中科院过程工程研究所Mole-8.5、上海超级计算中心曙光5000A、中科院超级计算中心联想 深腾7000,最大性能分别为1.271PFlops、207.3TFlops、180.6TFlops、106.5TFlops,其中星云半年前全球排 名高居第二位。特别值得一提的是,

星云、Mole-8.5都使用了NVIDIA Fermi架构的Tesla C2050高性能计算卡。

今天,国防科技大学在鸟巢附近的国家会议中心展出了“天河一号A”超级计算机的详细配件和系统构成,我们得以近距离观察这个庞然大物的冰山一角:

“天河一号A”的三大核心组件


“天河一号A”恐怖的运算能力源自于14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器、7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡,还有2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器,总计20多万颗处理器核心。这些不同种类的处理器是以单个计算节 点的方式,通过专用网络连接在一体。

超级计算机恐怖的运算能力,简单来说就是靠堆CPU、GPU来实现的,但如何将庞大数量的处理器通过网络和 节点集合起来、让它们高速并行的协同工作,这就是硬件方面最大的难点。“天河一号A”通过使用自主研发的处理器、网络、互联芯片,解决了这一难题,从而实 现了不可思议的硬件规模和傲视群雄的运算能力。

下面为组成“天河一号A”的部分国产处理器芯片:

 


“天河一号”目前已在国家超级计算天津中心完成安装部署,系统调试结束后将面向国内外市场,为包括石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、卫星遥感、基础科学理论计算等领域内的大规模计算提供服务。(来源:泡泡网)

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