詞語 : 物理學類 : 軟件 : 跑跑卡丁車 : 圍棋 > 超級計算機
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概述
  超級計算機通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機。為了幫助大傢更好的理解超級計算機的運算速度我們把普通計算機的運算速度比做成人的走路速度,那麽超級計算機就達到了火箭的速度。在這樣的運算速度前提下,人們可以通過數值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現象。
超級計算機技術
  超級計算機技術已不再是一個新鮮的話題,美國IBM、日本NEC、中國曙光都已推出自己的超級計算機,但比較而言,以美國兩院院士、“世界超級渦輪式刀片計算機之父”陳世卿博士為首的專傢團隊回歸祖國後研發出的超級計算機仍然具有絶對的優勢。
  新一代的超級計算機采用渦輪式設計,每個刀片就是一個服務器,能實現協同工作,並可根據應用需要隨時增減。單個機櫃的運算能力可達460.8千億次/秒,理論上協作式高性能超級計算機的浮點運算速度為100萬億次/秒,實際高性能運算速度測試的效率高達84.35%,是名列世界最高效率的超級計算機之一。通過先進的架構和設計,它實現了存儲和運算的分開,確保用戶數據、資料在軟件係統更新或CPU升級時不受任何影響,保障了存儲信息的安全,真正實現了保持長時、高效、可靠的運算並易於升級和維護的優勢。
超級計算機的應用
  超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機,多用於國傢高科技領域和尖端技術研究,是國傢科技發展水平和綜合國力的重要標志。
  隨着超級計算機運算速度的迅猛發展,它也被越來越多的應用在工業、科研和學術等領域。我國現階段超級計算機擁有量為22臺(中國內地19臺,香港1臺,臺灣2臺),居世界第5位,就擁有量和運算速度在世界上處於領先地位,但就超級計算機的應用領域來說我們和發達國傢美國、德國等國傢還有較大差距。如何利用超級計算機來為我們的工業、科研和學術等領域服務已經成為我們今後研究發展的一個重要課題。超級計算機是一個國傢科研實力的體現,它對國傢安全,經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。我國超級計算機及其應用的發展為我國走科技強國之路提供了堅實的基礎和保證。
  作為高科技發展的要素,超級計算機早已成為世界各國經濟和國防方面的競爭利器。經過我國科技工作者幾十年不懈地努力, 我國的高性能計算機研製水平顯著提高,成為繼美國、日本之後的第三大高性能計算機研製生産國。
  國傢863軟件專業孵化器(昆明)基地積極加強與由美國國傢工程院院士、美國藝術與科學院院士、世界超級渦輪式刀片計算機之父陳世卿博士領銜的超級計算核心技術和科學家團隊的合作,計劃引進其擁有完全自主知識産權的具有世界領先技術的超級計算機以及相關行業領域的解决方案,利用超級計算機強大的科學計算、事務處理和信息服務能力,藉助其提供信息服務的強大引擎或平臺,整合資源,協同作業,解决污染整治對算法、方程、建模、模擬等復雜計算的需求。
  美國勞倫斯·利弗莫爾(Lawrence · Livermore )國傢實驗室內,由IBM設計的藍色基因/L在測試中以每秒 136.8 兆的計算速度記錄一個高峰值之後恢復了最高點。IBM稱,在一次完整的過程中, 係統應該有兩倍的動力,即峰值表現超過 360 teraflops。
  來自德國和美國的研究人員,每年兩次頒布動力最為強大的500個計算機的名單。最近的名單出現在德國海德堡舉行的國際超級計算機會議上。這些高端計算機都是由各種奇特的製造方法完成,而不是由標準成分組成的。儘管這樣,計算機也可以達到一個極高的速度。
  過去兩年,多數接近最高的500個名單的計算機是由普通的電腦硬盤連同新奇的軟件組成。但是現在情況不同了,一些係統開始决定這些排名。舉例來說,現在的冠軍藍色基因/L, 是經過特殊設計的係統,同時合併了空前的 65,536 個人處理器,再加之可升級的模版設計。此係統不但比傳統的係統更有動力而且也比較緊湊避免了供電不足。IBM 的湯姆斯 J 沃森研究中心設計的被稱為BGW的藍色基因機器是本次500名單中的第二名,這進一步說明了此設計理念的正確性。這一係統與藍色基因/ L 的模組設計一樣,衹是有較小的處理器並且衹可以記錄 91.2 teraflops 峰值處理動力。
  現在,沒有一部在1997年製造的計算機有能力進入最高500名單。高速計算爭霸的戰爭表明:傳統計算機處理器與超級處理器的差別。日本政府最近宣佈計劃贊助一部處理速度高達1000 teraflops- 或 petaflop計算機的發展,希望在2010年之前可以面世.
  中國高性能計算機性能TOP10(前10名,截止到2009年11月)1
  中國“天河一號”超級計算機研製廠商/單位:國防科技大學與天津濱海新區合作研製
  型號:天河一號(Intel至強5500,ATI的GPU)
  安裝年份:2009
  應用領域:科學計算
  處理器數:6144(CPU)、5120(GPU)
  Linpack值563.T Flops
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):1206000PFlops
  國防科技大學成功研製出峰值性能為每秒1206萬億次的“天河一號”超級計算機。在今天中國高性能計算機TOP100組織公佈的2009年度前100強排名中,天河一號高居榜首。實現了我國自主研製超級計算機能力從百萬億次到千萬億次的跨越,使我國成為繼美國之後世界上第二個能夠研製千萬億次超級計算機係統的國傢。
  2
  研製廠商/單位:曙光
  型號:曙光5000A/1920x4路AMD 四核Barcelona 1.9GHz/DDR Infiniband/WinHPC2008+Linux
  安裝地點:上海超級計算中心
  安裝年份:2008
  應用領域:科學計算
  處理器數:30720
  Linpack值(Gflops):180600.00
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):233472.00
  效率:0.774
  3
  研製廠商/單位:聯想
  型號:深騰7000/ BladeCenter HS21XM/X3950 Intel Xeon Quad-Core E5450 3.0GHz/2.93GHz Infiniband DDR
  安裝地點:中國科學院超級計算中心
  安裝年份:2008
  應用領域:科學計算
  處理器數:12216
  Linpack值(Gflops):102800.00
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):145970.00
  效率:0.704
  4
  研製廠商/單位:IBM
  型號:BladeCenter HS21 Cluster/ 630x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/Giga-E
  安裝地點:中石油四川石油物探公司
  安裝年份:2008
  應用領域:能源/地球物理
  處理器數:5040
  Linpack值(Gflops):24670
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):53625.6
  效率:0.46
  5
  研製廠商/單位:HP
  型號:Cluster Platform 3000 BL460c/384x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/ Infiniband 20Gb/s
  安裝地點:中國地震局工程力學研究所(北京)
  安裝年份:2008
  應用領域:科學計算/地震工程
  處理器數:3072
  Linpack值(Gflops):23272
  Linpack來源:U
  峰值(Gflops):32686.08
  效率:0.712
  6
  研製廠商/單位:IBM
  型號:BladeCenter HS21 Cluster/ 516x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/Giga-E
  安裝地點:中石油大慶物探公司
  安裝年份:2008
  應用領域:能源/地球物理
  處理器數:4128
  Linpack值(Gflops):21126.44
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):43921.92
  效率:0.481
  7
  研製廠商/單位:寶德
  型號:PowerScale 8000/512x Intel Harpertown Xeon Quad Core 3.0GHz(X5450)/Infiniband
  安裝地點:湖南
  安裝年份:2008
  應用領域:科學計算
  處理器數:2048
  Linpack值(Gflops):20410.00
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):24576.00
  效率:0.830
  8
  研製廠商/單位:寶德
  型號:PowerScale 8000/568xIntel Tigerton Xeon Quad Core 2.93GHz(X7350)/Infiniband DDR 4X
  安裝地點:江蘇
  安裝年份:2008
  應用領域:科學計算
  處理器數:2272
  Linpack值(Gflops):19970.00
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):26627.00
  效率:0.750
  9
  研製廠商/單位:IBM
  型號:IBM BladeCenter HS21 Cluster, Intel Xeon 51xx(Woodcrest) dual core 2.33 GHz/Giga-E
  安裝地點:中石化勝利油田分公司物探研究院地球物理研究所
  安裝年份:2007
  應用領域:能源/地球物理
  處理器數:4096
  Linpack值(Gflops):18600.00
  Linpack來源:T
  峰值(Gflops):38223.90
  效率:0.487
  10
  研製廠商/單位:IBM
  型號:BladeCenter HS21 Cluster/ 506x2 Intel Xeon Quad Core 2.33GHz/Giga-E
  安裝地點:中石油東方地球物理公司
  安裝年份:2007
  應用領域:能源/地球物理
  處理器數:4048
  Linpack值(Gflops):18146.86
  Linpack來源:C
  峰值(Gflops):37727.36
  效率:0.481
  本排行榜為中國軟件行業協會數學軟件分會、國傢863高性能計算機評測中心和中國計算機學會高性能計算專業委員會聯合公開發佈的2008年中國高性能計算機性能TOP100排行榜,版權屬於中國軟件行業協會數學軟件分會(http://www.samss.org.cn),歡迎各方提供準確信息。
世界十大超級計算機
  超級計算機名稱 開發公司/院校 所在機構 運算速度(最大) 運轉速度(峰值)
  走鵑(Roadrunner) IBM 美國洛斯阿拉莫斯國傢實驗室 1105 Tflops 1456.7Tflops
  美洲虎(Jaguar) Cray 美國橡樹嶺國傢實驗室 1.059 Tflops 1381.4Tflops
  尤金(JuGene) IBM 德國尤裏希研究中心 825.5 Tflops 1002.7Tflops
  昴星(Pleiades) SGI 美宇航局埃姆斯研究中心 487.01Tflops 608.83Tflops
  藍色基因 L(BlueGene/L) IBM 美國勞倫斯利弗莫爾國傢實驗室 478.2 Tflops 596.38Tflops
  北海巨妖 XT5(Kraken XT5) Cray 美國國際計算科學研究院 463.30Tflops 607.20Tflops
  藍色基因 P(BlueGene/P) IBM 美國阿貢國傢實驗室 458.61 Tflops 557.06Tflops
  巡遊者(Ranger) Sun 美國德剋薩斯高級計算中心 433Tflops 579Tflops
  曙光(DAWN) Blue GENES DOE/NNSA/LLNL 415Tflops 501Tflops
  尤羅帕(JUROPA) Sun 德國尤裏希研究中心 274Tlops 308Tflops
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