曙光“星云”直追世界速度

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在突破了十万亿次与百万亿次的超级计算能力之后,今年,曙光“星云”的诞生标志着中国高性能计算机产业实现了超千万亿次计算技术的自主产业化。这台被世界第二的光环围绕的超级计算机有哪些独特之处?它未来将在哪些领域发挥效力?

2010年6月1日,对于中国高性能产业来讲,这是个值得铭记的日子―中国首台实测性能超千万亿次的超级计算机曙光“星云”高性能计算机系统正式,再次刷新了中国高性能计算的最高速度。

而在5月31日公布的第35届全球超级计算机Top 500排行中,曙光“星云”名列第二,创造了中国高性能计算机全球排名的最好成绩。Top 500是全球最权威的超级电脑排名榜,该榜以超级电脑系统Linpack测试值为准,每年两次。

国产“星云”

直追“美洲豹”

根据Linpack测试的结果,美国能源部在田纳西州橡树岭国家实验室的“美洲豹”超级计算机,以1750万亿次/s的运算速度名列全球超级计算机Top 500榜首。也就是说,“美洲豹”运算1秒,相当于一台普通PC运行10小时;它运算1小时,就相当于普通电脑运行4年。而曙光“星云”超级计算机运算速度高达每秒1270万亿次,仅次于“美洲豹”。

参与了Top 500测试的相关人员表示,“星云”有能力以每秒1750万亿次的速度持续运算;此外,中国国防科技大学研制的“天河一号”在Top 500中排名第7,这也是中国首次有两部超级计算机跻身前10。

对此,《纽约时报》评论称,中国正挑战美国在这一领域的霸主地位,“‘星云’一举超过了众多欧洲和日本的系统,凸显了中国在科技领域日益增长的实力和雄心。”

据了解,曙光“星云”是在国家“863”计划重大专项支持下,由曙光信息产业(北京)有限公司、中国科学院计算技术研究所、国家超级计算深圳中心共同研制,由曙光集团天津产业基地制造的一款拥有自主知识产权的超千万亿次超级计算机。“星云”将于2010年底正式交付国家超级计算机深圳中心,主要用于科学计算、互联网智能搜索、基因测序等领域。

据曙光公司总裁历军介绍,“星云”的理论峰值运算速度,可达每秒3000万亿次。而今年晚些时候,采用自主设计和生产的微处理器的新系统即将完成,超级计算机科学家和工程师表示,这台新机器可能会成为世界冠军。

不仅是速度领先

曙光“星云”夺得Top 500亚军,让国内外的业内人士都感到震惊。但是国人在兴奋之余,也难免存在疑问。比如有人认为,中国的超级计算机没有什么高新技术,主要的核心CPU还是国外的。针对这些质疑,中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所所长、曙光公司董事长李国杰表示:“这些看法是不尊重客观事实的,我诚恳地请大家到曙光公司天津产业基地看一下,‘星云’系统从每一个刀片到浮点加速卡,以及整个软件系统,全部都是自主创新的成果,它的组装密度已经超过了世界上任何一台高性能计算机。”

而高性能计算领域的技术人员更指出:“尽管CPU是计算机的核心,但并不是简单地把众多CPU堆起来,就能搭成一架超级计算机,这需要架构设计、软件设计等很多技术。”

事实上除了速度快以外,历军还介绍说,“星云”系统也从各个方面做出了新的突破与创新。比如,该系统的核心部件采用了曙光自主研发的最新一代刀片服务器曙光TC3600、QDR Ifiniband高速交换模块(HSSM)、大规模系统管理和调度系统(Gridview)、高性能计算机安全系统(NiKey)等,是中国自主可控的高性能计算机系统。

此外,曙光研发中心总经理邵宗有还在会上介绍了“星云”基于自主研发的“四高二低”技术亮点。

所谓“四高”,一指高性能,“星云”系统实测峰值达每秒1271万亿次,是亚洲和中国第一台、世界第三台实测性能超千万亿次的超级计算机; 二指高效能,“星云”采用了自主设计的HPP体系结构、高效异构协同计算等技术,高效易用的编程环境,极大地方便了用户操作应用; 三指高可靠,“星云”采用全冗余设计,无单一故障点,在对系统Linpack测试中表现出极高的稳定性和可靠性; 四指高密度,“星云”单柜峰值高达25.7TFlops,成为国内同类系统单位面积计算峰值最高的计算机。

而“二低”则指低功耗和低成本。据了解,“星云”每瓦能耗实测性能为498MFlops/W,是目前是国内最绿色的超级计算机;同时,“星云”系统遵循中国HPCSC(中国电子工业标准化协会高性能计算机标准工作委员会)标准,实现了专用计算机关键部件的标准化和产业化,大大节省了用户的产品扩容成本。

去深圳服役

据国家超级计算深圳中心负责人冯圣中表示,在科技飞速发展的今天,高性能计算机已是国家科技实力的重要标志,更是支撑国家尖端科研项目的重要装备。而我国超级计算机虽已接近世界最快速度,但目前我国的超级计算应用还远不及欧美国家。Top 500显示,目前全球500强超级计算机有282部在美国;114部在欧洲―其中英国拥有38部,法国29部,德国24部;24部在中国;18部在日本,5部在印度。

为强化深圳及周边地区的计算能力和满足重大科研和创新活动需求,在深圳市政府的积极推动下,科技部于2009年批准建立国家超级计算深圳中心,该中心建成后将成为我国首个超千万亿次级超级计算中心,也是曙光“星云”的服役地。

据介绍,“星云”高性能计算机系统将于年底安装在国家超级计算深圳中心,为我国华南、港澳乃至全国用户提供计算服务和信息服务。作为深圳市建市以来投入最大的公共科技基础设施项目,将会在深圳特区的科技、经济和社会发展中发挥出巨大作用,有力推动深圳市向工业化、城市化、现代化转型的进程。

“超级计算机中有‘星群’概念,与以往集群不同,星群的每一个节点都很强,这样汇聚起来就像一个灿烂的光球。另外,云计算现在是热门的概念,而超级计算机是云计算的重要组成部分,‘星云’在投入运行之后将担当云计算中心的重要角色。这就是曙光千万亿次超级计算机命名为星云的原因。”历军说,“曙光5000‘魔方’以20倍的计算性能提升取代曙光4000,进驻上海超算中心当天就挂载了30%的负载,去年已经全部满载并开始计算任务排队。而‘星云’还未到深圳服役之前,很多知名企业就已经开始预定资源和服务,比如腾讯、阿里巴巴、迅雷等。”