天河一號A

基本介紹

• 中文名：天河一號A
• 開發機構：國防科技大學、天津濱海新區
• 研發國家：中國
• 世界排名：第五位（截止2012年6月18日）
• 屬性：二期系統改進型“天河一號”

基本介紹

“天河一號A”是在國家863計畫支持下，通過與天津市濱海新區密切合作，由國防科學技術大學研製成功的國家超級計算天津中心業務主機。其峰值速度為4700TFlops，持續速度為2566TFlops（LINPACK實測值），參加2010年11月世界超級計算機TOP500排名，位列世界第一。

天河一號是天津中國國家超級計算機中心的業務主機，已經在石油探勘、尖端裝備研製、生物醫藥、新能源、氣象預報以及金融風險分析等許多領域，投入實際運用。 ​

世界排名

2010年10月，經升級後的天河一號二期系統（天河一號A）以峰值速度（Rpeak）每秒4700萬億次浮點運算、持續速度（Rmax）2566萬億次，超越橡樹嶺國家實驗室的美洲虎超級計算機（Rpeak：2331萬億次；Rmax：1759萬億次），為當時世界上最快的超級計算機。　

天河一號A系統

在2011年6月，日本超級電腦“京”以比天河一號快三倍，每秒八千一百六十二萬億次的運算速度，取得世界上最快的超級計算機的寶座，而天河則退居第二。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”的運算速度為每秒10,510萬億次，遠遠快於“天河一號”的2600萬億次。

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A”超級電腦在2012年11月TOP500的最新排名中名列第八；另外超級計算深圳中心的“星雲”超級電腦排名第十二名。

性能優勢

“天河一號”由國防科學技術大學與天津濱海新區合作研製，耗資6億元。據國防科技大學有關專家介紹，升級最佳化後的“天河一號”，部分採用了該校自主研製的“飛騰－1000”CPU晶片，峰值性能提高了3.89倍，持續性能提高了4.45倍，其運算速度與能效均達到當前國際領先水平。

天河一號A

與目前已知的全球最快計算機——美國“美洲虎”超級計算機相比，“天河一號”的實測性能是它的1.425倍。與誕生於一年前的“天河一號”一期系統相比，二期系統的峰值性能和持續性能分別提高了2.89倍和3.45倍。

“天河一號”是國防科技大學承擔國家863計畫“千萬億次高效能計算機系統研製”重大攻關項目取得的標誌性成果。該校通過與天津市濱海新區密切合作，於去年9月研製成功了峰值性能為每秒1206萬億次的中國首台千萬億次超級計算機系統，實現了自主研製超級計算機從百萬億次到千萬億次的跨越，中國也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。

上述專家介紹說，“天河一號”一期系統研製成功後，國防科技大學根據與天津市濱海新區共建國家超級計算天津中心的合作協定，迅速啟動了“天河一號”在濱海新區的安裝部署工作，同時對一期系統進行了一系列關鍵技術升級與綜合性能最佳化。

天河一號A

升級後的“天河一號”機櫃從113個增加至140個，“刀片”即計算結點由豎向插入改為橫向插入。由於採用了世界最先進的水冷製冷等技術，新一代“天河一號”的能效值提升了近50%，是僅次於IBM“藍色基因”的世界上最節能的超級計算機。

在異構融合體系結構、64位多核多執行緒自主CPU、基於高階路由的高速互聯通信、多級並行編譯最佳化、高性能虛擬計算域、軟硬一體的低功耗控制等方面，新的“天河一號”實現了一系列重大技術突破。其每秒4700萬億次的峰值性能和每秒2570萬億次的持續性能，雙雙刷新了當前世界超級計算機系統運算速度記錄。

系統配置

1、CPU和GPU相結合的異構融合計算機體系結構

2、14336個商用處理器，7168個加速處理器和2048個自主飛騰-1000處理器

3、記憶體總容量262TB

4、鏈路雙向通信頻寬達到160Gbps

5、共享磁碟總容量2PB，Lustre全局分布共享並行I/O結構

6、計算機櫃112個，服務機櫃8個、通信機櫃6個、I/O存儲機櫃14個

套用領域

1、石油勘探數據處理

2、生物醫藥研究

3、航空航天裝備研製

4、資源勘測和衛星遙感數據處理

5、金融工程數據分析

6、 工程設計與仿真分析

7、動漫設計

8、新能源開發

9、氣象預報

意義影響

截止2010年10月，隨著中國國防科技大學研製的“天河一號A”正式對外公布之後，採用GPU加速的超級計算機如願以償的登頂TOP500首席寶座，但是成為世界上第三快的電腦（第一是IBM的“Sequoia”計算機，第二名是日本“京”計算機），這對於GPU並行計算可以說是一座里程碑。

胡錦濤主席為天河一號超級計算機題詞

“天河一號A”強大的運算能力，主要來原因NVIDIA公司最新的Tesla GPU產品，NVIDIA在2006年發布了CUDA運行架構之後，經過將近4年的時間，Tesla GPU計算已經真真正正幫助到了中國超級計算機產業的發展，“天河一號A”、“星雲”正是在NVIDIA的大力支持下，才獲得了舉世矚目的成就。

中國製造的“天河一號A”的運算速度每秒2.507千萬億次，比在田納西州國家實驗室目前最快的電腦性能高1.4倍。中國一個科研中心建造了迄今最快速的超級電腦，取代美國超級電腦主導地位，從而使中國成為科技超級大國。中國製造的“天河一號A”的運算速度每秒2.507千萬億次，比在田納西州國家實驗室目前最快的電腦性能高1.4倍。這展示出中國科技發展的超凡實力，也拉響了美國科技競爭力的警報。

這類超級電腦具有解決對國家利益至關重要問題的能力，被用於國防、能源、金融和科技等領域。超級電腦技術被用於重要的企業活動，石油和天然氣公司使用這種技術尋找油氣田。華爾街的交易者用它進行超速自動交易。

在過去的10年裡，中國在超級電腦排行榜上穩步上升。中國投資了數十億美元，用於科研開發，製造了“天河一號A”，使中國從一個電腦落後的國家成為世界科技超級大國。據《紐約時報》報導，目前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”。　

作為國家超級計算天津中心的業務主機，“天河一號”目前已在石油勘探、高端裝備研製、生物醫藥、動漫設計、新能源、新材料、工程設計與仿真分析、氣象預報、遙感數據處理、金融風險分析等領域獲得了成功套用，該中心與有關企業、科研院所和高校合作，建立了3個分中心和5個信息處理平台，為20多家用戶單位提供了高性能計算服務。

據介紹，天津市已將超級計算套用推廣工作納入到“十二五”發展規劃中，天津濱海新區將以套用需求為牽引，立足天津，面向全國，按照“高科技公共服務、信息產業發展、信息專業人才聚集培養”三位一體的思路來建設國家超級計算天津中心。