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天河二號:運算1小時相當13億人用計算器算千年

北京時間6月17日下午,正在德國萊比錫召開的2013國際超級計算大會上,世界超級計算機TOP500組織正式發布了第41屆世界超級計算機500強排名榜,國防科技大學研制的天河二號超級計算機,以峰值計算速度每秒5.49億億次、持續計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點運算的優異性能位居榜首。
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. G1 d5 F9 J' i! _; |os.tvboxnow.com中國超級計算機繼天河一號之後,第二次登上了世界第一的寶座。天河二號成為當今世界運算速度最快、綜合技術領先的超級計算機,中國超級計算機研制水平繼續處於世界領先行列。) u" E8 j/ }8 _9 E7 y9 ]4 ^
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在被超越中再攀世界超算新高峰os.tvboxnow.com7 W- Z- g# d& Y4 W
2010年11月17日,國防科技大學研制的天河一號以每秒4700萬億次的峰值速度和每秒2566萬億次的持續速度,在世界超級計算機500強中位居第一,中國人首次站到了超級計算機世界冠軍的領獎台上。
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然而,僅僅過了不到8個月,日本一台名為“京”的超級計算機就將天河一號擠下冠軍台。之後,美國研制的“紅杉”、“泰坦”超級計算機先後坐上世界第一的交椅,天河一號排名滑落至第8名。os.tvboxnow.com% l" G  |$ c2 W1 O

/ S" I$ O7 K% V( K8 z當外界還在為天河一號奪得世界第一而贊賞不已之時,該校計算機學院迅速做出再攀超算新高峰的決策部署。廣大科研人員奮力攻關,突破了一系列核心關鍵技術,於今年5月將運算速度達到5.49億億次的天河二號超級計算機呈現在世人面前。
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1 P% p% E4 o) T0 ?5 }* Y今年5月底在中國主辦的“高性能計算國際論壇”上,國際超算領域的權威專家實地考察了天河二號,紛紛給予高度評價。世界TOP500組織專家、美國田納西大學傑克‧唐加拉教授說:“天河二號與美國的‘泰坦’大小相當,速度卻是它的兩倍,制造這樣強大的系統需要很強的技術。”德國尤利希科學中心的塞巴斯第安‧施密特教授說:“天河二號是世界最好的計算機之一,它有著非常出色的表現。”日本築波大學參加過“京”系統研制的大介博庫教授說:“這是一部非常緊湊的機器,具有巔峰的性能表現,它真的是技術上的很大進步”。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 l6 C. k4 W0 J$ H, {, l
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創新驅動超算邁上新台階
3 l2 R; t. E' W+ `8 ^TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。在該校“天河”大樓一間近800平方米的機房,由170個機櫃組成的天河二號整齊排列,氣勢恢宏。
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, x5 N4 @& a' z& D) Z3 T( RTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。天河二號工程副總指揮李楠研究員告訴記者:“天河二號有五大特點:一是高性能,峰值速度和持續速度都創造了新的世界紀錄。二是低能耗,能效比為每瓦特19億次,達到了世界先進水平。三是應用廣,主打科學工程計算,兼顧了雲計算。四是易使用,創新發展了異構融合體系結構,提高了軟件兼容性和易編程性。五是性價比高。”
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天河二號占地面積720平方米,內存總容量1400萬億字節,存儲總容量12400萬億字節,最大運行功耗17.8兆瓦。打個形象的近似比喻,天河二號運算1小時,相當於13億人同時用計算器計算一千年,其存儲總容量相當於可存儲每冊10萬字的圖書600億冊。相比此前排名世界第一的美國“泰坦”超級計算機,天河二號計算速度是“泰坦”的2倍,計算密度是“泰坦”的2.5倍,能效比相當。與該校此前研制的天河一號相比,天河二號計算性能和計算密度均提升了10倍以上,能效比提升了2倍,二者占地面積相當,執行相同計算任務的耗電量只有天河一號的三分之一。
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1 X4 r1 `, Q0 b" vTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。高性能、高能效從何而來?天河二號工程總指揮、總設計師廖湘科研究員說:一切源於瞄准國際前沿的自主創新,是自主創新推動了中國超算的跨越式發展。
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記者在現場看到,計算能力比天河一號提升了10倍以上的天河二號,占地面積卻相差無幾。科研人員告訴記者,如果不能有效解決超級計算機的體積問題,系統的安裝調試、運行管理等都將成為很大的難題。天河二號設計實現了高密度、高精度的結構工藝,採用了多機櫃封閉循環的水風混合冷卻方案,有效縮減了系統體積,與美國“泰坦”相比,計算能力是它的2倍,體積卻比它小了15%。tvb now,tvbnow,bttvb' o" ]+ m+ e5 D  s6 u

6 O7 U8 V! q5 u6 B9 t公仔箱論壇天河二號還在高速互連、新型層次式加速存儲架構、容錯設計與故障管理、綜合化能效控制、高密度高精度結構工藝等方面取得了一系列創新和突破。tvb now,tvbnow,bttvb; f& c  v0 t7 S+ p7 `! Q

4 n1 t: c8 F" V* t2 D  {% M公仔箱論壇讓天河二號更加實用好用+ j% m( a8 [* Y
“超級計算機研制難,用好更難。”這是國際超算領域的普遍認識。天河二號副總設計師朱小謙研究員說:“我們不僅要研制世界性能最高的超級計算機,而且要研制穩定可靠、應用廣泛的超級計算機。”
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" I" G1 q) f+ |3 p  b公仔箱論壇2010年,天河一號在國家超級計算天津中心投入使用後,構建形成了石油勘探、生物醫藥、動漫與影視特效渲染、高端裝備制造和地理信息五大高性能計算應用平台,先後為國內外600多家用戶提供了超級計算服務,取得了一批具有國際先進水平的創新成果。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 @$ N4 }& F, v2 q8 ~5 l/ C

" v* p. t  E! H與國外超級計算機主要針對科學工程計算不同,天河二號在強化科學工程計算的同時,可高效支持大數據處理、高吞吐率和高安全信息服務等多類應用,使得天河二號應用面更寬、易用性更好。tvb now,tvbnow,bttvb- K. \* l8 J1 U) L( v$ `8 D
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系統容錯性能是評價超級計算機穩定性的重要指標。在天河二號中,科研人員通過採用多層次容錯設計,實現了超大系統的智能化管理,可自動監控、檢測、診斷、隔離系統運行時出現的故障,與天河一號相比,全系統連續穩定時間提高了1.5倍以上,可靠性和可用性邁上了一個新台階。os.tvboxnow.com- u2 a% B& n) p( f; ?

! X& U" T2 Y+ {* ]# n! z3 V據朱小謙介紹,近年來,中國超級計算機需求迅猛增長,為中國超級計算機研制、應用的快速發展提供了強勁動力,同時推動著科技創新、產業升級、經濟社會發展。tvb now,tvbnow,bttvb! \5 k5 B- |# s1 a2 m8 S: O

; {0 z& ^# i, @; I8 G0 Vtvb now,tvbnow,bttvb廣州超級計算中心先導系統技術負責人盧澤新研究員說,天河二號具有強大的計算能力,以500人規模的全基因組信息關聯性分析為例,華大基因利用原有計算機需1年時間,利用天河二號只需3個小時。在新車研發中,採用傳統設計手段,一般要經過上百次的真實碰撞實驗,歷時兩年多才能完成一款新車的結構設計,而利用天河二號對汽車碰撞模擬和空氣動力學模擬結果,只需3到5次實車碰撞,兩個月即可完成任務。
# d8 u& z! ?+ k+ R2 S2 |1 UTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
8 Q1 v% ]1 t9 ]$ i. |os.tvboxnow.com追逐強國夢的創新團隊
+ j2 I) L6 f$ g& L6 h三年之內,兩度問鼎。該校“天河”高性能計算創新團隊一次次創造著讓世界震驚、令國人驕傲的科技奇跡。奧秘何在?該校計算機學院政委劉學民說:“把五星紅旗插上世界科技高峰,是‘天河人’始終追逐的超算夢。”- M# `2 r" m2 X

! f1 p1 K* @9 ?0 F( }$ o9 ?- otvb now,tvbnow,bttvb在天河二號攻關的日子里,每天晚上天河樓的燈火都是徹夜長明。“周周5加2,天天白加黑”,成為科研人員的工作常態。為了突破系統規模擴大帶來的穩定性問題,他們經常把自己封閉起來攻關,潛心研究,直到找到解決問題的辦法。
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在天河二號的研制過程中,每當遇到技術瓶頸時,大家總是群策群力,集智攻關,以致於很多設計思想、創新點子說不清到底該屬於誰,成果即便獲獎,也只能署少數人的名字。面對榮譽得失,大家總是胸懷坦蕩:“能參與這樣大的國家工程,我們感到無比自豪。”
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