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随着第一台国产千万亿次超级计算机^[1]29日在湖南长沙亮相，作为算盘这一古老计算器的发明者，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。

　　

每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机的国家。

　　这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年。“天河一号”的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。
　　

　　超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。

　　

系统配置

　　–6144个通用处理器；

　　–5120个加速处理器

　　–内存总容量98TB ；

　　–点点通信带宽40Gbps ；

　　–共享磁盘总容量为1PB

　　硬件系统

　　–计算阵列、加速阵列、服务阵列，以及互连通信子系统、I/O存储子系统和监控诊断子系统等

　　计算阵列

　　–2560个计算结点 ；

　　–每个计算结点集成2个Intel CPU，配32GB内存 。

　　加速阵列

　　–2560个加速结点；

　　–每个加速结点含2个AMD GPU、 2GB显存 。

　　服务阵列

　　–512个服务结点 ；

　　–每个服务结点含2个Intel EP CPU、32GB内存 。

　　互连通信子系统

　　–采用两级Infiniband QDR互 ；

　　–单个通信链路的通信带宽为40Gbps、延迟1.2μs 。

　　I/O存储子系统

　　–采用全局分布共享并行I/O系统结构 ；

　　–磁盘总容量1PB 。

　　监控

　　–采用分布式集中管理结构，实现全系统的实时安全监测、系统控制和调试诊断等功能

　　软件系统

　　–操作系统、编译系统、资源管理系统和并行程序开发环境等四部分组成 。

　　操作系统

　　–操作系统采用64位Linux ；

　　–面向高性能并行计算、支持能耗管理、虚拟化和安全隔离等进行了针对性设计 。

　　编译系统

　　–支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言；

　　–支持OpenMP、MPI并行编程 ；

　　–提供异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力 。

　　资源管理

　　–提供全系统资源统一视图，实现多策略资源分配与作业调度，有效提高资源利用率和系统吞吐率

　　并行程序开发环境

　　–并行程序开发环境提供一体化图形用户界面，支持应用程序的调试和性能分析 。

　　峰值性能

　　1.206PFlops，LINPACK测试性能563.1TFlops@575MHz，超过2009年6月TOP500第四位 ；

　　系统能效

　　431.7MFlops/W，超过2009年6月Green500第五位 。

　　操作系统

　　符合B2级安全标准，提供基于隔离的用户安全工作环境

　　提供统一的全系统资源管理视图、友好的系统管理使用界面、一体化的并行应用集成开发环境和虚拟化的网络计算环境

　　可广泛应用于

　　–石油勘探数据处理；

　　–生物医药研究；

　　–航空航天装备研制；

　　–资源勘测和卫星遥感数据处理；

　　–金融工程数据分析；

　　–气象预报和气候预测；

　　–海洋环境数值模拟；

　　–短临地震预报；

　　–新材料开发和设计；

　　–土木工程设计；

　　–基础科学理论计算等。

　　

天河一号发展历程

 

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　　作为中国高技术研究发展计划(863计划)中的一个重大项目，“天河一号”的设计始于2008年。

　　“随着我国经济的发展，环境控制、生物医药等领域已经对千万亿次甚至更高性能的计算机提出了现实需求。”国防科技大学校长张育林说。

　　国防科技大学是“天河一号”的研制者。1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”，同样诞生在这所大学。

　　

“超级计算机的研制历程表明，我们要在高技术领域有所作为，必须走一条中国特色的自主创新之路。”张育林说，“一味追求国际排名是没有意义的，只有在核心技术、实际效益和人才培养上不断实现新的突破，科学研究才有了持续发展的动力。”

　　采用了“多阵列可配置协同并行体系结构”等7项关键创新技术的“天河一号”，综合技术水平位居世界前列，具有高性能、高能效、高安全和易使用的特点。在实现技术跨越的同时，由200多人组成、平均年龄为36岁的“天河”团队还首次尝试了军地合作、多家单位协同攻关的开发模式。

　　中国传统文化里，“天河”是银河的别称。张育林说，这台计算机的名字暗示着天津与“银河一号”计算机诞生地之间的合作。

　　2010年年底之前，这台由103个机柜组成、占地面积近千平方米、总重量155吨的庞大计算机将安装到中国两个国家级超级计算中心之一的天津中心，向国内外用户提供超级计算服务。

　　“在现代科学发展中，计算已经成为与理论和实验并行的第3大引擎。”国家超级计算天津中心主任刘光明说，“天河一号”将在资源勘探、生物医药研究、航空航天装备研制、金融工程、新材料开发等方面得到广泛应用。

　　“‘天河’的平台是开放的，我们愿意与全世界共享中国的创新成果。”刘光明说。