天河一號

“天河一號”是中國首台千萬億次超級計算機。“天河一號”超級計算機從2008年開始研製，按兩期工程實施：一期系統（TH-1）於2009年9月研製成功；二期系統（TH-1A）於2010年8月在國家超級計算天津中心升級完成。2010年11月14日，國際TOP500組織在網站上公布了最新全球超級計算機前500強排行榜，中國首台千萬億次超級計算機系統“天河一號”排名全球第一。其後2011年才被日本超級計算機“京”超越。2012年6月18日，國際超級電腦組織公布的全球超級電腦500強名單中，“天河一號”排名全球第五。

天河一號於2010年投入使用後，在航天、天氣預報、氣候預報和海洋環境模仿方面均取得了顯著成就。中國將採用超級計算機技術監控霧霾天氣。

2015年8月13日，受8·12天津濱海新區爆炸事故影響，天河一號所在的國家超級計算天津中心樓房受損，正常運行的天河一號為保證安全人工關機。2015年8月17日，經4天多的人工斷電後，於17日下午，位於國家超級計算天津中心的“天河一號”超級計算機通電測試後正式恢復運行。

2019年1月，“天河一號”已連續5年滿負荷運行。

基本介紹

• 中文名：天河一號
• 外文名：Tianhe-I
• 拼音：tiān hé yī hào
• 開發國家：中國
• 開發機構：國防科技大學
• 公布時間：2009年10月29日
• 世界排名：第48位（截止2017年6月）
• 持續速度：2566TFlops
• 峰值速度：4700TFlops
• 運行記憶體：98TB
• 運行儲存：1PB
• 屬性：千萬億次超級計算機

基本介紹

“天河一號”超級計算機由中國國防科學技術大學研製，部署在天津的國家超級計算機中心，其測試運算速度可以達到每秒2570萬億次。2009年10月29日，作為第一台國產千萬億次超級計算機“天河一號”在湖南長沙亮相。

“天河一號”超級計算機使用由中國自行研發的“龍”晶片。而每秒鐘1206萬億次的峰值速度，和每秒563.1萬億次運行速度的Linpack實測性能使這台被命名為“天河一號”的超級計算機位居同日公布的中國超級計算機前100強之首，也使中國成為繼美國之後世界上第二個能夠自主研製千萬億次超級計算機的國家。

天河一號千萬億次超級計算機系統

該超級計算機峰值性能速度能達到每秒1206萬億次雙精度浮點數，而LINPACK實測性能速度達到每秒563.1萬億次。該計算機系統的以上兩項實測性能數據已經向負責為國際超級計算機進行TOP500排名的統計組織進行提交，按照此超級計算機在二零零九年六月份進行的性能測試數據來看，“天河一號”超級計算機的實測性能可以排列在本年度TOP500排名的第四位，至於“天河一號”超級計算機的峰值性能則可以排列本年度TOP500排名的第三位。這個速度意味著如果使用“天河一號”超級計算機運行計算一秒鐘，其運行速度則相當於全國十三億人連續計算八十八年。而如果用天河一號計算一天，則相當於使用一台當前作為主流機型的微型計算機連續運行計算一百六十年之久。“天河一號”超級計算機的存儲量，則相當於四個國家圖書館藏書量之和。

天河一號不僅為國內首台達到千萬億次運行速度的超級計算機，而且在架構設計上採用了創新的系統架構設計；達到了很高的能效，達到431.7 MFlops/ W。排列於2009年已經達到Green500第五位。

天河一號採用6144個英特爾INTEL通用多核處理器和5120個AMD圖形加速處理器，其記憶體總容量98TB。至於點對點通信的頻寬就達到了40Gbps，而其用於共享的磁碟總容量則達到1PB。該超級計算機系統將部署於設立在天津濱海新區的國家超級計算天津中心作為業務主機。

截止到2010年止，中國國防科技大學在原有的“天河一號”超級計算機的基礎上，對其加速節點進行了擴充與升級。新的天河一號A超級計算機系統已經完成了安裝部署，其實測運算能力從上一代的每秒563.1萬億次倍增至2507萬億次，成為世界上最快的超級計算機。

截止2010年11月止，天河一號創下世界紀錄協會的有關超級計算機方面最快運行速度的世界紀錄。此前的最快運行世界記錄由美國政府能源部下屬橡樹嶺國家實驗室研發的“美洲豹”超級計算機所保持，“美洲豹”超級計算機的實測運算速度可達每秒1750萬億次。但今其在排行榜上的排名則被“天河一號”取代，導致其在新榜單中其排名下滑一位至第二位。排名第三的是由來自中國的民營企業曙光公司所研製的“星雲”高性能大型超級計算機，其實測運算速度達到每秒1270萬億次。

2019年1月16日，從國家超級計算天津中心和正在此間舉行的天津市第十七屆人大二次會議上獲悉，從2014年開始，部署在國家超級計算天津中心的我國首台千萬億次超級計算機“天河一號”已連續5年滿負荷運行。每天並發線上計算任務1400餘項，每年完成任務335萬餘項，為全國3000餘個團隊和單位服務，為企業帶來經濟效益累計近百億元。

性能排名

國內排名

2010年10月28日，全國高性能計算學術年會在北京召開，“天河一號”超級計算機排名榜首。

曙光“星雲”超級計算機僅次於“天河一號”，位居第二。“天河一號”無論是實測速度還是峰值速度，都超過了國內其他超級計算機很多，並且也使中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的國家。此外，在理論上，峰值速度越快，其效率值就會越低，而“天河一號”在這方面也有所突破，在效率方面也遠遠領先國內其他的超級計算機。

“天河一號”超級計算機由6144個CPU和5120個GPU裝在103個機櫃組成，占地面積近千平方米，其總重量達到155噸。這個“超級大腦”將在資源勘探、生物醫藥研究、航空航天裝備研製、金融工程、新材料開發等方面得到廣泛套用，並向國內外用戶提供超級計算服務。

國際排名

超級計算機TOP500排行榜是全世界最權威的超級計算機排行榜。從1993年起作為對全球已安裝的超級計算機進行排名的權威機構，國際超級計算機TOP500組織以計算機實測速度（即Linpack測試值）為基準，以每年兩次的發布方式發布世界上最快的500台超級計算機排名。

1993年，由德國曼海姆大學漢斯、埃里克等人發起創建了全球超級計算機TOP500排名榜；已經發展成為全世界最具權威的超級計算機排行榜；是用來衡量各國研發的超級計算水平的最重要的參考依據。

在2009年6月的TOP500排名中，美國占據了291席，而歐洲占據了145席，但亞洲則只占據了49席，其中第1至第10名均為美國的產品，部署在美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室的IBM“Roadrunner（走鵑）”名列世界第一，峰值性能達1456萬億次，Linpack實測速度為1105萬億次。參照2009年6月公布的TOP500排行榜結果，“天河一號”可以排在世界第4位。

在國際超級計算機TOP500組織於2009年11月16日公布了第34屆全球超級計算機五百強排行榜，我國第一台國產千萬億次(峰值性能/PetaFlops)超級計算機“天河一號”位居全球第五位。排名第一的是著名超級計算機廠商Cray打造的，位於美國橡樹嶺國家實驗室計算科學中心的“美洲虎”(Jaguar)，最大性能1.759PFlops，峰值性能2.331PFlops。

而據《紐約時報》2010年10月28日報導，美國田納西大學創新計算機實驗室每半年發布一次的世界最快超級計算機TOP500名單即將問世，中國製造的超級計算機“天河一號”可能會奪得頭籌。此訊息一出，令身為超級計算機霸主的美國心態糾結。美國橡樹嶺國家實驗室超級計算機專家表示，就目前而言暫時沒有任何一台超級計算機的運算速度和性能能與“天河一號”匹敵。《華爾街日報》稱，中國新研製的超級計算機系統的性能有望在全球奪魁，再次顯示出中國日益強大的科技實力可能給美國競爭力與國家安全帶來的挑戰。

據稱，評選委員會用自己的標準對中國參選超級計算機“天河一號”進行了測算，發現其運行速度為上代冠軍的1.4倍。不過，評獎委員會成員傑克 唐加拉表示：“到11月1日的時候評選才會結束，現在還不能下最後結論。但我個人認為，在評選結束之前，已經不可能有比（中國）這台電腦更快的機器出現了。”

美國彭博社稱，中國致力於在超級計算機領域投資，以改善氣候、基因學、替代能源、地震成像和國防的研究與模擬。自2002年開始在該技術領域投資以來，其高性能計算能力已提高至全球第三，僅次於美國和歐盟。同時在排名世界前十的超級計算機中，中國擁有兩台；兩者相比之下，美國擁有七台。不過下個月這一數據就會發生變化。據悉，在6月的“世界最快電腦500強”中，中國就占了其中24個席位。

據《紐約時報》報導，美國已計畫製造更快的機器，以推動軟體發展，方便研究者使用。等這些計算機出世仍需要數年時間，現在“中國才是王者”。

不過，美國著名計算機設計師史蒂夫 沃利奇則表示：“世界不會停止腳步。這只是暫時的情況”。

2010年11月14日公布的是第36版排行榜“天河一號”改進型排名世界第一。

後來，TOP500組織於2011年11月15日公布了第38屆全球超級計算機五百強排行榜，日本理化學研究所與富士通共同研發的超級電腦“京”，取代了來自中國的“天河一號”，在最新全球超級電腦500強排名中位列第一。研究所說，“京”配備了864個機櫃，使用了88,128顆富士通生產的八核CPU，僅僅是“天河一號”核心數量的八倍，其運算速度為每秒10,510萬億次，遠遠快過了“天河一號”的2600萬億次，達到了“天河一號”的四倍。

2012年6月18日，國際超級電腦組織公布的全球超級電腦500強名單中，“天河一號”排名全球第五。美國的超級電腦技術在過去一年中突飛猛進，由美國國際商業機器公司(IBM)最新研製的超級計算機“紅杉”(Sequoia)，為美國重新奪得全球最快超級計算機寶座。這是繼2009年後美國再次奪回“世界第一電腦”的頭銜。排名前十的超級計算機系統實測運算速度都超過每秒千萬億次，其中美國的超級計算機有3個，中國和德國2個，日本、法國和義大利各1個。中國國家超級計算天津中心的“天河一號”超級電腦在最新排名中名列第五；另外超級計算深圳中心的“星雲”超級電腦排名第十。

套用配置

配置介紹

天河一號

–6144個通用處理器（3072x2 Intel Quad Core Xeon E5540 2.53GHz/E5540 3.0GHz）；

–5120個加速處理器（2560 ATI Radeon 4870x2 575MHz）

–記憶體總容量98TB ；

–點點通信頻寬40Gbps ；

–共享磁碟總容量為1PB

天河一號A

–2048顆我國仿製sun公司的UltraSparc T2處理器（飛騰FT-1000）八核心處理器

–14336顆Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心處理器

–7168塊NVIDIA Tesla M2050高性能計算卡

硬體系統

–計算陣列、加速陣列、服務陣列，以及互連通信子系統、I/O存儲子系統和監控診斷子系統等

計算陣列

–2560個計算結點 ；

–每個計算結點集成2個Intel CPU，配32GB記憶體 。

加速陣列

–2560個加速結點；

–每個加速結點含2個NVIDIA? Tesla? C2050/2070 GPU、 2GB顯存 。

服務陣列

–512個服務結點 ；

–每個服務結點含2個Intel EP CPU、32GB記憶體 。

互連通信子系統

–採用兩級Infiniband QDR互 ；

–單個通信鏈路的通信頻寬為40Gbps、延遲1.2μs 。

I/O存儲子系統

–採用全局分布共享並行I/O系統結構 ；

–磁碟總容量1PB 。

監控

–採用分散式集中管理結構，實現全系統的實時安全監測、系統控制和調試診斷等功能。

軟體系統

–作業系統、編譯系統、資源管理系統和並行程式開發環境等四部分組成。

作業系統

–作業系統採用64位Linux；

–面向高性能並行計算、支持能耗管理、虛擬化和安全隔離等進行了針對性設計。

“天河一號”的作業系統用的是我國的“銀河麒麟”作業系統，在“銀河麒麟”作業系統基礎上進行改造的。“銀河麒麟”是國防科技大學自主研製，目前我國等級最高的作業系統。它是自主研製的，它的核心、很多接口我國擁有自主智慧財產權；同時，它又能兼容國際上很多作業系統，主要是linux作業系統，因此能夠廣泛地支持第三方軟體。

編譯系統

–支持C、C++、Fortran77/90/95、Java語言；

–支持OpenMP、MPI並行編程 ；

–提供異構協同編程框架，高效發揮CPU和GPU的協同計算能力 。

資源管理

–提供全系統資源統一視圖，實現多策略資源分配與作業調度，有效提高資源利用率和系統吞吐率。

並行程式開發環境

–並行程式開發環境提供一體化圖形用戶界面，支持應用程式的調試和性能分析。

峰值性能

1.206PFlops，LINPACK測試性能563.1TFlops@575MHz，超過2009年6月TOP500第四位。

系統能效

431.7MFlops/W，超過2009年6月Green500第五位。

作業系統

符合B2級安全標準，提供基於隔離的用戶安全工作環境

提供統一的全系統資源管理視圖、友好的系統管理使用界面、一體化的並行套用集成開發環境和虛擬化的網路計算環境。

套用領域

–石油勘探數據處理；

–生物醫藥研究；

–航空航天裝備研製；

–資源勘測和衛星遙感數據處理；

–金融工程數據分析；

–氣象預報和氣候預測；

–海洋環境數值模擬；

–短期地震預報；

–新材料開發和設計；

–土木工程設計；

–基礎科學理論計算等。

系統晶片

晶片廠商Nvidia稱，中國製造的新型超級計算機天河一號是全球運算速度最快的計算機，將配置逾7000顆Nvidia圖形晶片。Nvidia官員稱，該超級計算機由中國國防科技大學研製，安裝在天津國家超級計算中心，功率相當於17.5萬台筆記本電腦。（天河一號採用AMD的ATI4870，天河一號A採用Nvidia晶片）

運算速度等於2.5 Petaflops，較美國田納西州橡樹嶺國家實驗室的全球第二大超級計算機速度快30%。中國超級計算機命名為天河一號，跨領域科學家和其它國家將使用該超級計算機。

Nvidia以設計高端計算機玩家購買的視頻卡聞名，該公司技術已延伸至其它領域，包括模擬天體物理學和執行其它繁重數學任務的超級計算機。

超級計算機還用於醫療成像、石油勘探和天氣預報領域。

計算機中採用的傳統中央處理器可快速接連計算龐大的計算任務，圖形處理器擅長同時執行數個小規模計算，便於執行特殊任務。

Nvidia產品行銷副總裁烏傑西·德賽（Ujesh Desai）說：“如果我們超越傳統遊戲市場，需要擴大產品組合，這正是我們兩年前投資功能強大的GPU項目的原因所在。”

用於天河一號的圖形晶片是高端卡，每卡售價2500美元，天河一號還使用了逾1.4萬顆英特爾中央處理器。

Nvidia稱，全球最強大計算機中，有7台在美國，兩台在中國，一台在德國。

部分專家指出，由於編程人員和主流晶片廠商如英特爾傳統上關注中央處理器，一直未充分利用GPU。大家應該挖掘GPU潛力，改進普通電腦性能。

英特爾和競爭對手AMD計畫在2011年發布整合圖形和傳統處理器功能的微晶片。

研發歷程

作為中國高技術研究發展計畫（863計畫）中的一個重大項目，“天河一號”的設計始於2008年。

國防科技大學是“天河一號”的研製者

“隨著我國經濟的發展，環境控制、生物醫藥等領域已經對千萬億次甚至更高性能的計算機提出了現實需求。”國防科技大學校長張育林說。

國防科技大學是“天河一號”的研製者。1983年面世的中國第一台億次計算機“銀河一號”，同樣誕生在這所大學。

“超級計算機的研製歷程表明，我們要在高技術領域有所作為，必須走一條中國特色的自主創新之路。”張育林說，“一味追求國際排名是沒有意義的，只有在核心技術、實際效益和人才培養上不斷實現新的突破，科學研究才有了持續發展的動力。”

國防科技大學校徽

採用了“多陣列可配置協同並行體系結構”等7項關鍵創新技術的“天河一號”，綜合技術水平位居世界前列，具有高性能、高能效、高安全和易使用的特點。在實現技術跨越的同時，由200多人組成、平均年齡為36歲的“天河”團隊還首次嘗試了軍地合作、多家單位協同攻關的開發模式。

中國傳統文化里，“天河”是銀河的別稱。張育林說，這台計算機的名字暗示著天津與“銀河一號”計算機誕生地之間的合作。

2010年年底之前，這台由103個機櫃組成、占地面積近千平方米、總重量155噸的龐大計算機將安裝到中國兩個國家級超級計算中心之一的天津中心，向國內外用戶提供超級計算服務。

“在現代科學發展中，計算已經成為與理論和實驗並行的第3大引擎。”國家超級計算天津中心主任劉光明說，“天河一號”將在資源勘探、生物醫藥研究、航空航天裝備研製、金融工程、新材料開發等方面得到廣泛套用。

國防科技大學

“‘天河’的平台是開放的，我們願意與全世界共享中國的創新成果。”劉光明說。

圖中是科研人員在對“天河一號”超級計算機在精選系統測試。

科研意義

中國首台千萬億次超級計算機系統——“天河一號”由國防科學技術大學研製成功。在中國高性能計算機TOP100組織公布的2009年度前100強排名中，天河一號高居榜首。

天河一號 超級計算機

有關專家認為，“天河一號”的誕生，是我國戰略高技術和大型基礎科技裝備研製領域取得的又一重大創新成果，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系統的國家。

“天河一號”在科技部的領導支持下，通過與天津市濱海新區密切合作，由國防科大計算機學院承擔的國家863計畫“千萬億次高效能計算機系統研製”課題的重大成果。該系統突破了多陣列可配置協同並行體系結構、高速率可擴展互連通信、高效異構協同計算、基於隔離的安全控制、虛擬化的網路計算支撐、多層次的大規模系統容錯、系統能耗綜合控制等一系列關鍵技術，系統峰值性能達每秒1206萬億次雙精度浮點運算，記憶體總容量98TB，點點通信頻寬每秒40Gb，共享磁碟容量為1PB，具有高性能、高能效、高安全和易使用等顯著特點，綜合技術水平進入世界前列。

超級計算機是世界高新技術領域的戰略制高點，是體現科技競爭力和綜合國力的重要標誌。各大國均將其視為國家科技創新的重要基礎設施，投入巨資進行研製開發。我國首台千萬億次超級計算機系統的成功問世，是我國高性能計算機技術發展的又一重大突破，是國家和軍隊信息化建設的又一重要成果，為解決我國經濟、科技等領域重大挑戰性問題提供了重要手段，對提升綜合國力具有重要戰略意義。“天河一號”適用於大規模科學與工程計算。國防科大正與天津濱海新區密切合作，將“天河一號”廣泛套用於石油勘探數據處理、生物醫藥研究、航空航天裝備研製、資源勘測和衛星遙感數據處理、金融工程數據分析、氣象預報、氣候預測、海洋環境數值模擬、短臨地震預報、新材料開發和設計、土木工程設計、基礎科學理論計算等方面。

工作人員在介紹天河一號

據介紹，“天河一號”將作為天津濱海新區和國防科大共同建設的國家超級計算天津中心的業務主機，面向社會開放，實現資源共享，為國內外提供超級計算服務，同時帶動高科技服務產業和高端信息產業發展，著力打造高新科技服務、產業技術創新、人才聚集培養三個平台，為經濟、社會發展提供高科技支撐。

用數值模擬方法預報颱風

國防科大計算機學院是我國高性能計算機研製的重要基地，被中央軍委授予“科技攻關先鋒”榮譽稱號。他們始終緊貼國家和軍隊重大戰略需求，研製成功的“銀河”系列高性能計算機在國家和國防建設的關鍵領域發揮了重要作用，為強軍興國作出了突出貢獻。參加研製的廣大科技人員表示，要進一步深入學習胡錦濤總書記關於提高自主創新能力，建設創新型國家的一系列重要論述，以攀登世界科技高峰的信心和勇氣，大力弘揚“銀河精神”，團結協作，頑強拼搏，在更高起點上推進我國高性能計算機事業的創新發展。

“我聽到‘天河一號’研製成功的訊息時很震驚，我們原來預計千萬億次的計算機要到2010年底才在中國出現。”中國科學院軟體所研究員張雲泉說，“這是我國高性能計算機發展史上新的里程。” 高性能計算機又稱巨型計算機或超級計算機。在超級計算機不斷提高運算速度的過程中，千萬億次是一個難以逾越的“瓶頸”。 美國早在上個世紀90年代就提出了做千萬億次巨型計算機的目標，直到2007年才實現。截至2009年6月，世界上僅有3台千萬億次的計算機。 “國際計算機界認為，從百萬億次提升到千萬億次是一個質的變化，不可能通過單純擴大規模來實現，而是需要體系結構上的改變。”國防科技大學教授竇文華說，“天河一號”採用了全新的多陣列可配置協同並行的體系結構，從而實現了系統性能的提升。 竇文華認為，這種體系結構具備構建下一個量級即萬萬億次計算機的能力，將會成為下一代高新計算機的主流結構。 千萬億次計算機的出現，為中國高科技計畫的實施提供了一個更為廣闊的平台。 “某些領域的現實需求，已經超出了當時巨型機的能力。”竇文華說，氣候預報、環境控制、飛行器設計、系統生物學等領域都需要千萬億次甚至更高性能的計算機。

因此，“天河一號”投入使用後，必將推動科學研究的速度。 七大技術四大特點打造“中國第一” 一台千萬億次的“天河一號”，是否等於10個百萬億次巨型機之和？中國科學院院士周興銘說，系統的效能絕不是各單元計算效能的簡單疊加。 “如果用高性能微處理器直接堆出一個千萬億次的系統，功率會大得驚人，用戶可能連電費都付不起，同時機器的可靠性很低，根本無法穩定工作。表面上看‘幹活’的器件多了，結果卻是‘三個和尚沒水吃’。”周興銘說，“天河一號”採用7項關鍵技術，使得“一加一”的結果儘量接近“二”，從而發揮出機器最大的整體效能。 這7項技術包括：多陣列可配置協同並行體系結構、高速率擴展互聯通信技術、高效異構協同計算技術、基於隔離的安全控制技術、虛擬化的網路計算支撐技術、多層次的大規模系統容錯技術和系統能耗綜合控制技術。周興銘介紹說，由於採用了一系列創新技術，這台計算機具有四大特點：

——高性能。無論是1206萬億次的峰值性能，還是563．1萬億次的Linpack實測性能，均位於國內榜首、世界一流。

——低能耗。能耗是每瓦電創造的計算效能，“天河一號”目前能效為每瓦4．3億次運算，與2009年6月公布的Top500（全球超級計算機前500強）排名第一的美國“走鵑”（Roadrunner）相當。參照2009年6月公布的Green500（全球綠色超級計算機前500強）排名，“天河一號”可以位居第5。

——高安全。“天河”實現了不同用戶間數據和工作信息的相互隔離。對用戶來說，相當於到銀行租個保險柜，鑰匙掌握自己手裡。

——易使用。“傻瓜化”的操作界面和選單、滑鼠等常規操作，讓機器的使用變得簡單。同時，作為一台國際通用的標準化的超級計算機，“天河”上能運行來自各行業的各種程式，不存在兼容性問題。公共服務設施承載三大功能 按照工程計畫，“天河一號”將於2009年底至2010年在天津市濱海新區落戶，成為國家超級計算天津中心的業務主機，面向國內外提供超級計算服務。 “天河”工程辦公室主任李楠說，“天河一號”在投入使用後將實現三大功能：第一，作為提供超級計算服務的全球公共科研設施，“天河”向國內外用戶開放。無論身在何處，用戶都可以通過國際網際網路使用“天河”進行科學計算；第二，作為產業帶動平台，“天河”上集中的當今時代最先進的信息技術將逐步轉移到其他產業，從而解決國家與社會發展中的各種問題；第三，作為吸引人才的平台，“天河”將進一步匯聚來自世界各地的尖端技術人才，對國民經濟和世界科技的可持續發展作出更多貢獻。

中國的巨型計算機用戶主要集中在石油勘探、天氣預報、基礎研究等領域。上個世紀末期，西方已開發國家的汽車、建築、動漫等行業已經開始普及巨型計算機。 我國對高性能計算機的需求已經進入一個高峰期。天河”將用於石油勘探數據處理、生物醫藥研究、航空航天裝備研製、資源勘探和衛星遙感數據處理、金融工程數據分析、環渤海生態動力和污染數值模擬、基礎科學理論計算等方面。 與國家超級計算天津中心同時開始建設的，還有位於深圳的中心。這一南一北兩個國家級的超級計算中心，將成為中國高科技發展的重要引擎。 超級計算機的套用與老百姓的生活息息相關，最常見的天氣預報就是超級計算的結果。而隨著超級計算機的服務能力在未來進一步拓展，很可能會誕生一個龐大的巨型機服務產業，面向個人用戶提供服務。僅就代數計算而言的話，“天河一號”一秒鐘能進行1206萬億次計算，人卻只能進行大約一次運算。然而，記住對方的長相這樣一個人在瞬間就能完成的圖像識別工作，計算機卻要經歷一個極其複雜的並行計算過程。

概念解釋

峰值速度4700萬億次

“天河一號”峰值運算速度為4700萬億次。做個換算對比，“天河一號”運算1小時，就相當於全國13億人同時計算340年以上的時間。“天河一號”運算1天，就相當於1台雙核的高檔桌面電腦運算620年以上的時間。

存儲容量2000萬億位元組

“天河一號”存儲容量為2PB，也就是2千萬億個位元組。做個換算對比，1個漢字平均為2個位元組，“天河一號”即可線上存儲1000萬億個漢字，相當於存儲100萬字的書籍10億冊。

24小時功耗 10萬千瓦時

“天河一號”滿負荷運行的總功耗是4.04兆瓦，也就是每小時耗電4040千瓦時，24小時滿負荷工作耗電接近10萬千瓦時。這個數字令人驚嘆，但實際上“天河一號”在超級計算機當中是一台相對節能的、綠色的超級計算機。經過測算，它的能效值僅低於目前能效排名世界第一的IBM藍色基因系統。

總重量 160.27噸“天河一號”由140個機櫃組成，占地約700平方米，總重量約160噸。大家站在“天河一號”前，會覺得它氣勢宏偉、震撼人心。但實際上，“天河一號”在世界上已有的千萬億次超級計算機中（多數是近千平方米的占地）。

媒體評論

有觀察家指出，“天河-1A”將為中國在氣候預報等經濟和民生領域提供更好的技術手段，不會對其它國家特別是美國造成什麼“威脅”。

美國《華爾街日報》發表報導稱，“中國日益強大的科技實力給美國競爭力與國家安全帶來挑戰”；《美國之音》網站上的一則評論更是聳人聽聞，“超級計算器上的速度優勢會推動中國在尖端軍事技術上的快速提升，這對美國和世界都是個不安和危險的信號”。

北京獨立軍事觀察家認為，中國成功研製出“天河-1A”世界上最快的超級計算器，標誌著中國的超級計算器綜合技術水準進入世界領先行列，為中國高科技計畫的實施提供了一個更為廣闊的平台，在軍事和國防上也具有現實的用途和戰略功能。

世界最權威的超級計算器排名榜“國際TOP500組織”公布了最新全球超級計算器500強排行榜，中國國防科技大學今年研製的“天河一號”二期系統（天河-1A）被評為世界運算最快的超級計算器，引起了人們的高度關注和熱議。國成功研製出“天河-1A”世界上最快的超級計算機，標誌著中國的超級計算器綜合技術水準進入世界領先行列，為中國高科技計畫的實施提供了一個更為廣闊的平台，在軍事和國防上也具有現實的用途和戰略功能。

一是軍機研製可駛入“快車道”。據軍事專家介紹，在現代軍機研究製造領域，巨型計算機有著不可替代的獨特作用。

如國際上過去研製二代、三代戰機普遍要在“風洞”中進行少則1年多則數年的定型試驗，但現在依靠巨型計算機強大的計算能力和模擬技術，可以進行大量的仿真實驗，周期可以縮短到數個月時間。

觀察家認為，中國眼下正是研製軍用運輸機、殲擊機、轟炸機及直升機的“黃金時期”，許多新設計的機型需要進行大量的“風洞”試驗。

依靠自己新開發的“天河-1A”世界上最快的超級計算機，將使中國的新軍機定型試驗駛入“快車道”，一方面可以打破一些國家對我國實行的高新尖技術“封鎖”，另一方面可以更好地落實國家“十二五”規劃提出的“創新發展”、“節能環保”的新要求。

二是聯合作戰研練有了“新平台”。為了取得更強大的聯合作戰能力，近年來西方已開發國家加強了作戰模擬研練，而超級計算機在這方面自然成了強勁的“推手”。

它可以根據現實情況預設成千上萬種作戰方案，然後通過計算和分析得出最最佳化的方案，從而使更為精密的作戰模擬成為現實。

觀察家指出，運算能力越強，可以預設的作戰方案也就越多，計算速度也就越快，分析出來的結果也就越接近於實戰的參數，這就可以使解放軍提高基於信息系統體系作戰能力的努力得到實際的幫助。

三是提高戰略威懾有了“新手段”。據外電報導，美俄等國家為了維護戰略核武器的領先地位，在削減數量的同時，加大了模擬核實驗的力度。

如美國9月份就在內華達州地下約300米的實驗室進行了亞臨界核試驗，超級計算機參與了實驗室數據和以前核試驗數據的數學模型綜合分析。

觀察家分析認為，由於“天河-1A”採用了中國自主研製的晶片，操作軟體也是國防科大自主研製、國內安全等級最高的“麒麟作業系統”，它將為中國解決核武器發展提供新的重要手段，對保持中國“核武器庫”的安全和威懾力有著積極的意義。

觀察家指出，中國研製成功世界上運算最快的超級計算機，是貫徹科技強國發展戰略的必然結果，將為中國在氣候預報、環境控制、系統生物學等經濟和民生領域實現又好又快發展提供更好的技術手段，根本不會對其它國家特別是美國造成什麼“威脅”。

實際上，經過重大技術升級與綜合最佳化後的“天河-1A”也是開放發展的成果，它採用了美國公司生產的處理器，與美國的最新處理技術尚有明顯的差距。

正如排行榜編撰人之一、美國田納西大學計算器學教授傑克.唐加拉在接受新華社記者採訪時表示的那樣，中國在超級計算機領域的發展並非對美國領先地位造成“威脅”，但卻可以看作是“美國正在失去高性能計算技術優勢地位的一個跡象”。

實踐運用

2010年初，作為“天河一號”的首批設備，一個峰值性能達到百萬億次的計算機系統已在國家超級計算天津中心投入運行。“天河”百萬億次超級計算機系統現已提供24小時遠程網路套用服務，運行狀態良好。千萬億次計算機系統建成後，將把計算任務過渡到千萬億次系統。

2009年10月29日，國防科技大學成功研製出的峰值性能為每秒1206萬億次的“天河一號”超級計算機在長沙亮相。中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的國家。

2012年8月26日，落戶在天津濱海新區的我國運行速度最快超級計算機“天河一號”目前服務用戶已超過300家，涵蓋中科院、中石油、南開大學、渣打銀行等多個行業，並成為部分領域的核心生產力。

2010年，“天河一號”國家超級計算中心落戶長沙，成為繼天津和深圳之後，國家科技部正式批准建立的第三家國家超級計算中心（以下簡稱長沙超算）。長沙超算自2010年11月開始籌建，2013年7月主體工程竣工，同年9月，“天河一號”主機設備安裝到位。2014年6月才進行加電測試，啟動試車。

2016年2月1日，從國家超級計算天津中心獲悉，部署在該中心的中國首台千萬億次超級計算機“天河一號”“天河一號”在支持國家科技創新以及服務產業等方面都取得了突出的成效，在服務國家科技創新方面，為航空航天、氣候氣象、新能源材料等領域提供平台支撐，每天線上任務量超過1400個，累計支持科技部的國家科技重大專項、國家重點基礎研究發展計畫（973計畫）、國家高技術研究發展計畫（863計畫）、國家科技支撐、國家自然科學基金等國家、省部級重大項目超過1200項。

2018年12月15日，銀河·天河’40年超級計算作為中國首台千萬億次超級計算機，安置在天津中心的“天河一號”累計支持國家重大項目超過1600項，每天並發線上計算任務數超過1400項，支持200多個新材料科研團隊在納米、儲能、超導等領域展開計算模擬研究。

2019年1月，“天河一號”已連續5年滿負荷運行，每天並發線上計算任務1400餘項，每年完成任務335萬餘項，為全國3000餘個團隊和單位服務，為企業帶來經濟效益累計近百億元。