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揭秘中国首台万亿次计算机:体积相当于一个冰箱
华夏经纬网   2008-01-24 13:42:26   
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    花费不足80万元,占地只有一台家用冰箱,你能想象这是一台万亿次计算机吗?

  近日,我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”的万亿次高性能计算机“KD-50-I”在中国科技大学研制成功,并于日前通过了以王守觉院士为主任的专家委员会的鉴定。它的理论运算峰值为10080亿次/秒,这是我国高性能计算机国产化的一次重要突破。

  国产万亿次高性能计算机是怎样研制成功的?为何取名“KD-50-I”?处理器芯片咋样?让我们听听项目负责人陈国良院士对国产万亿次高性能计算机的释疑。

  为何取名“KD-50-I”?

  “我们给这台高性能计算机命名为‘KD-50-I’,其中‘KD’是科大的简称,‘50’意味着2008年中科大的50周年校庆,‘I’就是第一台的意思,希望在不久的将来,我们能继续开发出基于龙芯3号多核处理器的高性能计算机系统‘KD-50-Ⅱ’。”项目负责人陈国良院士介绍说。

  是怎么出炉的?

  在已公开报道的运算次数达万亿次级的国内超级计算机中,中央处理器芯片主要来自IBM、Intel或AMD等国外公司,尚未见基于我国自主研发的处理器芯片的万亿次计算机系统的报道。为满足一流研究型大学建设需要,建设高水平的公用科学计算平台,在教育部“985工程”建设项目的支持下,自2007年5月以来,中国科大计算机科学技术系与中科院计算技术研究所密切合作,采用代表国内当前高性能通用处理器设计最高水平的64位“龙芯2F”芯片,研制国产万亿次高性能计算机。以陈国良院士为项目负责人的研制队伍,经过几个月的紧张工作和技术攻关,终于在近日研制成功。

  处理器芯片咋样?

  万亿次计算机是体现一个国家整体计算机水平的硬指标,而处理器更是最为关键的核心。陈国良院士介绍,“KD-50-I”万亿次计算机采用单一机柜,集成了330余颗“龙芯2F”处理器,理论峰值计算能力达到1万亿次,整机系统结构先进,采用了高密度节点设计技术,在高度不到4厘米的1U标准机箱内部紧密部署12个处理单元,组成1U12P高密度节点结构。硬件系统采用了我国自主设计的“龙芯2F”处理器、华为自主研发的千兆以太网交换机以及曙光服务器前置机等。系统软件以开源软件为主,具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点。

  中央处理器(CPU)是计算机系统的核心部件,负责整个系统指令的执行、数学与逻辑的运算、数据的存储与传送等。在CPU技术上,我们跟国外厂商有着较大的差距,缺乏具有自主知识产权的CPU芯片,曾经是困扰我国计算机产业的一大“芯”病。“龙芯1号”(英语:Loongson-1)是我国第一款自主开发的高性能通用CPU芯片,由中国科学院计算技术研究所于2002年研制成功,从而结束了中国无“芯”历史。2007年7月底,龙芯2号系列的升级产品———“龙芯2F”系统芯片(SoC)流片成功,经过两个月的严格测试,没有发现任何设计错误,正式定型。为意法半导体公司提供的百万片量级的“龙芯2F”大规模生产,标志着龙芯处理器又跃上了一个新台阶,而“龙芯2F”芯片在国产万亿次高性能计算机上的应用再次见证了我国造“芯”的实力。

  有啥优点?

  陈国良院士说,“KD-50-I”具有“三低一高”的特点,首先是低成本,每(运算)万亿次,75万元人民币就可以买到;低功耗,每(运算)万亿次,耗能6000瓦之内就可以了;还有低占地面积,我们336个CPU把它安装在一个机箱里面,目前它的体积大小只相当于一个冰箱,而这个“冰箱”相当于我们这个中心机房5套进口的整个计算机的计算量。

  此外,还特别适合于高性能计算教学和科研方面的应用以及创新型人才培养,可直接推广应用在数学、物理、化学、地学和空间科学、生命科学、材料科学、力学、火灾科学、量子和信息科学、军事科学等领域,以及国民经济建设的诸多方面,将为我国与日俱增的大型、密集、高性能计算需求提供优良的服务。由于具有上述特点,应用条件相对简单,便于推广使用,发展前景非常美好。

  陈国良院士深情地表示:“在我小的时候,用的火柴叫‘洋火’,火柴盒子上都写着‘安全火柴,提倡国货’,这句话给我留下了深刻的印象。那时候,我们的民族工业还十分脆弱,但民族感始终那么强烈。如今,‘KD-50-I’高性能计算机是完全由我国自主研制的,确立了国产高性能通用处理器在高端并行机应用中的核心地位,为我国未来研制国产千万亿次计算机提供了示范作用,对推动我国民族高性能计算机事业的发展和国家安全都具有重要的战略意义,是高性能计算机向个人化方向发展这一理念的首次成功尝试。”(黄勇 杨保国)

  新闻缘起

  近日,我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50-I”在中国科学技术大学研制成功,并于2007年12月26日通过了以王守觉院士为主任的专家委员会的鉴定。这是我国高性能计算机国产化的一次重要突破。

  在已公开报道的运算次数达万亿次级的国内超级计算机中,中央处理器芯片主要来自IBM、Intel或AMD等国外公司,尚未见基于我国自主研发的处理器芯片的万亿次计算机系统的报道。自2007年5月以来,中国科大计算机科学技术系与中科院计算技术研究所密切合作,采用代表国内当前高性能通用处理器设计最高水平的64位“龙芯2F”芯片,研制国产万亿次高性能计算机。以陈国良院士为项目负责人的研制队伍,经过几个月的紧张工作和技术攻关,终于在近日研制成功。

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  英国最快超级计算机:每秒运算100万亿次

  HECToR是英国最大的超级计算机,每秒能进行100万亿次运算,运算速度是普通计算机的10万倍。在全球最快超级计算机TOP500排行榜中位列第17名,为英国科学研究理事会所拥有。HECToR超级计算机自立项以来,它的一举一动都格外引人注意。日前,英国《卫报》记者走进HECToR项目所在地———爱丁堡大学,揭开了它的“庐山真面目”。运算速度超乎想象

  走进HECToR超级计算机的所在地,给人的第一感觉就像是走进了一座体育馆,里面整齐摆放着类似宜家储物间的巨型柜子。一重重沉重的金属安全门以及工作人员对其准确位置的守口如瓶,预示着这是个十分重要的地方。这就是爱丁堡大学的HECToR———英国最新、运算速度最快的超级计算机,科学家和工程师计划利用其模拟从气候变化到金融市场等一切事情。HECToR项目耗资1.13亿英镑。

  HECToR超级计算机的运算能力惊人,其运算速度相当于地球上所有人每秒钟进行1万次计算,而按照计算机方面的专业词汇,相当于1.2万台标准台式电脑满负荷运转。HECToR超级计算机的存储能力同样令人赞叹不已,iPod的最大硬盘容量目前已经达到了160GB,而HECToR的存储容量则相当于3200台这样具备顶级容量的iPod。

  应用到更广泛的领域据HECToR项目负责人亚瑟-特鲁教授介绍,诸如HECToR这样的超级计算机可以让科学家以全新、激进的方式解决问题。传统上,科学经由理论和实验不断取得进步———理论学家提出各种值得尝试的好主意,实验人员设计出相关实验去验证它们是否正确。但在很多科学领域,这条屡试不爽的定律并不灵验。以气候研究为例,在此类研究中我们就不可能做实验。

  另外,在流体动力学(研究流体处于运动状态时各种作用在流体上力的规律及流体运动规律的学科)中,科学家也不可能解开有关定义正在发生状况的数学方程式。此时,HECToR的超级大脑便会派上用场,科学家可以利用其去运行有关现实世界的模型。HECToR超级计算机还可应用到飞机设计领域。通过更准确地了解空气在机翼的流动,科学家可以设计出令阻力降至最低,同时增加升力、使飞机效率更高的外形。当前一代客机都是在计算机运算速度足够快到进行这种模拟之前建造的。

  爱丁堡大学教授杰塞克-冈德奇奥还计划利用HECToR超级计算机去模拟金融市场的动向。他目前正在依据有关未来世界经济发展的不确定信息,寻找养老保险基金最安全、盈利最高的投资策略。冈德奇奥教授说:“我们需要通过多种方式模拟这种不确定性,为反映现实性,这能自动地将问题扩充至更大领域。”(杨孝文)

来源:科报网-科技日报

转自中新网

 

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