超算易主 中国天河2号重登TOP500榜首

    泡泡网CPU频道6月18日 北京时间6月17日在德国莱比锡召开的2013国际超级计算大会上，世界超级计算机TOP500组织正式发布了第41届世界超级计算机500强排名榜，国防科技大学研制的天河二号超级计算机，以峰值计算速度54902.4 TFlop/s、持续计算速度33862.7 TFlop/s双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

    而早在2010年国防科技大学就曾经研发出天河一号超级计算机，以4701 TFlop/s成为当时超算No.1，值得注意的是在过去的2年多时间里，超算冠军多次易主，最近的一次TITAN也是在去年年底刚刚荣获次殊荣，产品使用了AMD处理器和NVIDIA Tesla GPU组成。

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    具体规格方面，天河二号采用了Intel Xeon E5-2692处理器（Ivy Bridge-EX架构）和Intel Xeon Phi 31S1P协处理器以及FT-1500前端节点处理器，Xeon E5-2692基于22nm工艺，采用了12核24线程，默认频率为2.2GHz，数量为384000颗。

    每个节点提供2颗Xeon E5-2692处理器和3块Intel Xeon Phi 31S1P协处理器。

    加速运算上，Intel Xeon Phi 31S1P数量为48000颗，每块Intel Xeon Phi 31S1P提供57个x86核心，每个核心可以支持多达四线程。

Intel Xeon Phi 31S1P协处理器

    前端节点处理器则采用了FT-1500 16核心SPARC V9架构的处理器，基于40nm制程，频率1.8GHz，热设计功耗65W，峰值性能144GFLOPS，共4096颗。

    存储方面，系统内存高达1PB，并提供12.4PB存储空间。系统为Kylin Linux。这样整个天河2号的峰值计算性能高达33862.7 TFlop/s，而理论最高峰值计算性能则为54902.4 TFlop/s。对比前超算冠军TITAN分别为17590.0 TFlop/s和27112.5 TFlop/s。性能基本实现了翻倍提升。

    功耗方面，天河二号最大功耗为17808KW，而TITAN则为8209W，二者效能基本相当。据悉天河二号作为广州超计算机中心的业务主机，将于今年年底投入使用。

    天河二号工程副总指挥李楠研究员表示：“天河二号有五大特点：一是高性能，峰值速度和持续速度都创造了新的世界纪录。二是低能耗，能效比为每瓦特19亿次，达到了世界先进水平。三是应用广，主打科学工程计算，兼顾了云计算。四是易使用，创新发展了异构融合体系结构，提高了软件兼容性和易编程性。五是性价比高。”

    天河二号占地面积720平方米，内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。打个形象的近似比喻，天河二号运算1小时，相当于13亿人同时用计算器计算一千年，其存储总容量相当于可存储每册10万字的图书600亿册。相比此前排名世界靠前的美国“泰坦”超级计算机，天河二号计算速度是“泰坦”的2倍，计算密度是“泰坦”的2.5倍，能效比相当。与该校此前研制的天河一号相比，天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上，能效比提升了2倍，二者占地面积相当，执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的三分之一。

    天河二号主任设计师卢宇彤介绍：“天河二号计算1小时，相当于13亿人同时用最快的智能手机计算100年，它的存储容量相当于240个我们国家图书馆的馆藏容量。”

    天河二号超级计算机由170个机柜组成，内存总容量达到了1PB，存储总容量则为12.4PB，最大运行功耗为17808KW。

    天河二号通过自主创新和国际合作，在体系结构、高速互联、存储架构、编程模型等方面取得了一系列技术创新和进步，使天河二号综合技术达到了国际领先水平，也解决了我国经济、社会和科学发展中的重大挑战性问题，提供了一种更为先进的也有效手段。

    目前天河一号主要应用于航空航天、生物医药、新材料、气候模拟、海洋环境研究、工程设计与仿真分析、数字媒体和动漫设计上等多个领域，而天河二号运算速度更快，应用领域也会更广。

    天河二号工程副总指挥李楠研究员表示：“过去天河一号上无法解决的运算问题，现在天河二号就有能力去解决了，例如在其后模拟上，天河一号可以模拟2000年的气候演化变迁情况，更多时间就很难实现，因为受到计算能力的限制，天河二号直接可以提升一个数量级，达到20000年。”■<