“天河二號”重奪TOP500榜首

21ic電子網(wǎng)訊：在6月17號揭曉的世界超級計算機(jī)TOP500排名中，來自我過國防科技大學(xué)研制的天河二號毫無懸念的成為了全球運算速度最快的計算機(jī)。而在總TOP500的榜單中，中國上榜66款，成為亞洲上榜最多的國家。可以說如今中國在高性能計算機(jī)領(lǐng)域中已經(jīng)僅次于美國、穩(wěn)居第二。

全球高性能計算TOP500排行榜創(chuàng)立于1993年，旨在跟蹤未來高性能計算發(fā)展趨勢并為其提供技術(shù)支撐。TOP500排行榜榜單于每年的6月和11月發(fā)布兩次。TOP500如今已經(jīng)成為衡量高性能計算領(lǐng)域發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)，其不但可以讓人們了解高性能計算領(lǐng)域的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，更可以據(jù)此預(yù)測未來高性能計算產(chǎn)業(yè)的走向。

在最新公布的TOP500名單中，來自國防科技大學(xué)研制的天河二號超級計算機(jī)系統(tǒng)，以峰值計算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點運算的優(yōu)異性能位居榜首。時隔兩年半之后，中國超級計算機(jī)天河二號重返世界第一。

▲ TOP500前十名榜單

中國“天河二號”超級計算機(jī)是憑借什么再次問鼎呢？從資料中我們可以了解：天河二號的處理器采用的是32,000顆Ivy Bridge的Xeon和48,000顆的Xeon Phi共計2,120,000個內(nèi)核。內(nèi)存總?cè)萘?400萬億字節(jié)，存儲總?cè)萘?2400萬億字節(jié)，最大運行功耗17.8兆瓦，能效比提升了2倍，計算性能和計算密度均提升了10倍以上。

天河二號重返世界第一經(jīng)歷了兩年半的時間，期間，日本的“京”，美國的“紅杉”、“泰坦”超級計算機(jī)先后奪得世界第一，可見超算領(lǐng)域競爭是多么激烈，為何如此多的國家在超算領(lǐng)域投入這么巨大的人力呢？超算的排名是按照什么標(biāo)準(zhǔn)評判出來的？中國的天河二號排名第一具有什么樣的意義？在接下來的文中，筆者將為大家一樣作答！

1  2  3  4  5  

超級計算機(jī)的排名是用什么標(biāo)準(zhǔn)來衡量的？

天河二號的再次登峰排名榜首，天河計算機(jī)的峰值性能也從4.7千萬億次提至5.49億億次，這是中國超級計算機(jī)相繼刷新世界紀(jì)錄的計算速度。但是很多網(wǎng)友不免會問他，超級計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)是由什么衡量的呢？峰值性能是怎么樣得出的？下面我們來看一下。

目前評判超級計算機(jī)的性能的標(biāo)準(zhǔn)是LINPACK（線性系統(tǒng)軟件包），簡單來說，就是看誰在求解一元N次稠密線性代數(shù)方程組時的速度運行更快，以此來評價高性能計算機(jī)的浮點性能。其僅是測試性能的一種方式，跟我們評測熟悉的IOmeter等軟件類似，只不過針對的測試領(lǐng)域不同。

 

▲ 天河二號測試數(shù)據(jù)

此次TOP500的基準(zhǔn)測試的看點不再是以往那種高度類似的高端計算機(jī)系統(tǒng)在性能上的微乎其微的差異。不同以往幾年，在結(jié)果公布前這次第一名的公布毫無懸念。就是天河二號。早在去年十一月份排名上的幾個超級計算機(jī)系統(tǒng)都沒有多大變化。甚至泰坦的數(shù)據(jù)都是直接使用去年十一月的結(jié)果。

此次天河2號最大的看點無疑是中國制造，天和二號系統(tǒng)的大部分功能都是在中國開發(fā)的，而且只是在計算的主要部分使用了英特爾的處理器產(chǎn)品。在互連、操作系統(tǒng)、前端處理器和軟件工具上基本都是采用中國原生的。

此次天河二號重登榜首的意義遠(yuǎn)大與天河一號初登榜首的時候，相比于上一代產(chǎn)品，此次的天河二號加入了更多的中國制造、中國研發(fā)，也標(biāo)準(zhǔn)著我國在高性能領(lǐng)域的逐漸崛起。

1  2  3  4  5  

排名是否代表國家整體計算機(jī)實力？

中國天河2號榮登榜首的消息向世界發(fā)出一個聲音，中國已經(jīng)正式進(jìn)入超級計算的領(lǐng)域。而且在此次TOP500排名中，有來自中國的66套系統(tǒng)，顯示了中國現(xiàn)已成為全球第二大高性能計算使用國，超過了日本，英國，法國和德國，僅次于美國。

 

▲ 天河二號

我國排名超算排名靠前是否代表我國整體計算能力已經(jīng)非常靠前了呢？其實，TOP500的排名，僅僅是計算機(jī)速度的比賽，并不能判斷一個國家整體計算機(jī)實力。不能只看冠軍一個指標(biāo)，同時還要有網(wǎng)絡(luò)、處理器、操作系統(tǒng)以及軟件工具等方面的關(guān)系。

天河二號之所以能引起國外的注意，首先還是其整體設(shè)計結(jié)合了大部分中國開發(fā)的產(chǎn)品，除了在主要的計算部分采用的是英特爾產(chǎn)品外，其在網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、軟件方面都是采用中國原生的系統(tǒng)。也讓國外見識到了我國真正的實力。

關(guān)于最后一點，正如Dongarra提到的，“該系統(tǒng)的大部分功能都是在中國開發(fā)的，而且他們只在主要計算部分使用了英特爾的產(chǎn)品。也就是說，互連、操作系統(tǒng)、前端處理器和軟件工具基本上都是中國原生的。”

但我國的超級計算機(jī)與國外相比仍然存在著一定缺陷，首先，我國的超級計算機(jī)大部分采用的是GPU的加速核心，雖然提升了名詞，但是應(yīng)用并不廣泛。其次，我國并沒有掌握領(lǐng)先的CPU技術(shù)，大規(guī)模使用的還是英特爾的芯片。第三，我國超級計算機(jī)的應(yīng)用方面很少，還需要加強(qiáng)應(yīng)用上的表現(xiàn)。

1  2  3  4  5  

超級計算機(jī)的功耗問題值得注意

超級計算機(jī)雖然能給我們帶來超級的計算能力，這主要是取決于其“核心”技術(shù)，數(shù)以百萬計的核心運算才能提供如此出色的處理器速度。但是同樣，核心的高速運轉(zhuǎn)同樣帶來著強(qiáng)大的功耗，一直困擾著超算中心。

 

▲ 功耗表格

目前采用的超級計算機(jī)評比標(biāo)準(zhǔn)LINPACK中，并沒有考慮到超級計算機(jī)的功耗，只看超算的運行速度。不過，現(xiàn)在超級計算機(jī)的功耗也已經(jīng)出現(xiàn)在評判標(biāo)準(zhǔn)中。人們已經(jīng)開始關(guān)注節(jié)能減排方面的表現(xiàn)。

我們在看一個超級計算機(jī)的綜合實力的時候，其實還有一個非常重要的指標(biāo)，那就是功耗！天河二號的功耗上表現(xiàn)如何呢？可以說，其在性能功耗比方面仍有待提供，雖然天河二號的運算能力已接近Titan的兩倍，但Titan仍為500大排行榜上最省電的系統(tǒng)。

曾經(jīng)在2008年的TOP500超算排行榜中傲視群雄的IBM超算“走鵑(Roadrunner)”在2013年正式退休。而洛斯阿拉莫斯國家實驗室宣布走鵑退休的原因是功耗太高導(dǎo)致的運營成本居高不下?？梢?，功耗太高已經(jīng)成為影響超級計算機(jī)是否能夠運行下去的重要指標(biāo)。

1  2  3  4  5  

超級計算機(jī)究竟有什么用呢？

針對超級計算機(jī)，大家可能又會不禁發(fā)問，我們每年在超級計算機(jī)研發(fā)方面投入如此多的資金，究竟有什么用途呢？超算似乎離我們每個人的生活很遠(yuǎn)？是否是在浪費錢呢？

其實則不然，一個國家的高性能計算機(jī)，直接關(guān)機(jī)到整個國家的民生問題、國家完全問題等。沒有高性能計算機(jī)，國家的重大科研項目就很難執(zhí)行，沒有超級計算機(jī)，我們就不能提供巨大的運算能力。幾乎在所有領(lǐng)域中，高性能的計算機(jī)都起到了舉足輕重的作用。

超算計算機(jī)在天氣中的應(yīng)用如今已經(jīng)非常普遍，可以大大提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性，捕捉大氣變化，提前預(yù)防災(zāi)害。同時在電影行業(yè)，超級計算機(jī)的應(yīng)用也非常廣，例如3D電影的處理，是需要高性能的計算機(jī)去支持完成的。

 

▲ 超算在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

其實在我們?nèi)粘Ｉ钪?，超級計算機(jī)也與我們離的很近，例如經(jīng)濟(jì)、科技、交通。國防等領(lǐng)域存在一系列復(fù)雜、大型的問題，都建立了越來越精細(xì)的物理模型，都需要超級計算機(jī)的求解。

文章總結(jié)：此次天河二號重奪TOP500榜首，而且加入了更多中國制造，我們從眾看到了我國在高性能計算方面的進(jìn)步與成果。同時在計算核心方面，我們?nèi)杂羞M(jìn)步的空間。超級計算機(jī)關(guān)系著每個人的日常生活，期待我國在高性能方面取得更顯著的成果。

1  2  3  4  5  

欲知詳情，請下載word文檔 下載文檔

來源：[db:出處]

作者：tee