曙光“星云”直追世界速度

在突破了十萬(wàn)億次與百萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算能力之后，今年，曙光“星云”的誕生標(biāo)志著中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了超千萬(wàn)億次計(jì)算技術(shù)的自主產(chǎn)業(yè)化。這臺(tái)被世界第二的光環(huán)圍繞的超級(jí)計(jì)算機(jī)有哪些獨(dú)特之處?它未來(lái)將在哪些領(lǐng)域發(fā)揮效力?

2010年6月1日，對(duì)于中國(guó)高性能產(chǎn)業(yè)來(lái)講，這是個(gè)值得銘記的日子—中國(guó)首臺(tái)實(shí)測(cè)性能超千萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)曙光“星云”高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正式發(fā)布，再次刷新了中國(guó)高性能計(jì)算的最高速度。

而在5月31日公布的第35屆全球超級(jí)計(jì)算機(jī)Top 500排行中，曙光“星云”名列第二，創(chuàng)造了中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)全球排名的最好成績(jī)。Top 500是全球最權(quán)威的超級(jí)電腦排名榜，該榜以超級(jí)電腦系統(tǒng)Linpack測(cè)試值為準(zhǔn)，每年發(fā)布兩次。

國(guó)產(chǎn)“星云”

直追“美洲豹”

根據(jù)Linpack測(cè)試的結(jié)果，美國(guó)能源部在田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“美洲豹”超級(jí)計(jì)算機(jī)，以1750萬(wàn)億次/s的運(yùn)算速度名列全球超級(jí)計(jì)算機(jī)Top 500榜首。也就是說(shuō)，“美洲豹”運(yùn)算1秒，相當(dāng)于一臺(tái)普通PC運(yùn)行10小時(shí);它運(yùn)算1小時(shí)，就相當(dāng)于普通電腦運(yùn)行4年。而曙光“星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度高達(dá)每秒1270萬(wàn)億次，僅次于“美洲豹”。

參與了Top 500測(cè)試的相關(guān)人員表示，“星云”有能力以每秒1750萬(wàn)億次的速度持續(xù)運(yùn)算;此外，中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河一號(hào)”在Top 500中排名第7，這也是中國(guó)首次有兩部超級(jí)計(jì)算機(jī)躋身前10。

對(duì)此，《紐約時(shí)報(bào)》評(píng)論稱，中國(guó)正挑戰(zhàn)美國(guó)在這一領(lǐng)域的霸主地位，“‘星云’一舉超過(guò)了眾多歐洲和日本的系統(tǒng)，凸顯了中國(guó)在科技領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的實(shí)力和雄心。”

據(jù)了解，曙光“星云”是在國(guó)家“863”計(jì)劃重大專項(xiàng)支持下，由曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心共同研制，由曙光集團(tuán)天津產(chǎn)業(yè)基地制造的一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)。“星云”將于2010年底正式交付國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)深圳中心，主要用于科學(xué)計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)智能搜索、基因測(cè)序等領(lǐng)域。

據(jù)曙光公司總裁歷軍介紹，“星云”的理論峰值運(yùn)算速度，可達(dá)每秒3000萬(wàn)億次。而今年晚些時(shí)候，采用自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的微處理器的新系統(tǒng)即將完成，超級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工程師表示，這臺(tái)新機(jī)器可能會(huì)成為世界冠軍。

不僅是速度領(lǐng)先

曙光“星云”奪得Top 500亞軍，讓國(guó)內(nèi)外的業(yè)內(nèi)人士都感到震驚。但是國(guó)人在興奮之余，也難免存在疑問(wèn)。比如有人認(rèn)為，中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)沒(méi)有什么高新技術(shù)，主要的核心CPU還是國(guó)外的。針對(duì)這些質(zhì)疑，中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所所長(zhǎng)、曙光公司董事長(zhǎng)李國(guó)杰表示:“這些看法是不尊重客觀事實(shí)的，我誠(chéng)懇地請(qǐng)大家到曙光公司天津產(chǎn)業(yè)基地看一下，‘星云’系統(tǒng)從每一個(gè)刀片到浮點(diǎn)加速卡，以及整個(gè)軟件系統(tǒng)，全部都是自主創(chuàng)新的成果，它的組裝密度已經(jīng)超過(guò)了世界上任何一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)。”

而高性能計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)人員更指出:“盡管CPU是計(jì)算機(jī)的核心，但并不是簡(jiǎn)單地把眾多CPU堆起來(lái)，就能搭成一架超級(jí)計(jì)算機(jī)，這需要架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等很多技術(shù)。”

事實(shí)上除了速度快以外，歷軍還介紹說(shuō)，“星云”系統(tǒng)也從各個(gè)方面做出了新的突破與創(chuàng)新。比如，該系統(tǒng)的核心部件采用了曙光自主研發(fā)的最新一代刀片服務(wù)器曙光TC3600、QDR Ifiniband高速交換模塊(HSSM)、大規(guī)模系統(tǒng)管理和調(diào)度系統(tǒng)(Gridview)、高性能計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)(NiKey)等，是中國(guó)自主可控的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

此外，曙光研發(fā)中心總經(jīng)理邵宗有還在發(fā)布會(huì)上介紹了“星云”基于自主研發(fā)的“四高二低”技術(shù)亮點(diǎn)。

所謂“四高”，一指高性能，“星云”系統(tǒng)實(shí)測(cè)峰值達(dá)每秒1271萬(wàn)億次，是亞洲和中國(guó)第一臺(tái)、世界第三臺(tái)實(shí)測(cè)性能超千萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī); 二指高效能，“星云”采用了自主設(shè)計(jì)的HPP體系結(jié)構(gòu)、高效異構(gòu)協(xié)同計(jì)算等技術(shù)，高效易用的編程環(huán)境，極大地方便了用戶操作應(yīng)用; 三指高可靠，“星云”采用全冗余設(shè)計(jì)，無(wú)單一故障點(diǎn)，在對(duì)系統(tǒng)Linpack測(cè)試中表現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性和可靠性; 四指高密度，“星云”單柜峰值高達(dá)25.7TFlops，成為國(guó)內(nèi)同類系統(tǒng)單位面積計(jì)算峰值最高的計(jì)算機(jī)。

而“二低”則指低功耗和低成本。據(jù)了解，“星云”每瓦能耗實(shí)測(cè)性能為498MFlops/W，是目前是國(guó)內(nèi)最綠色的超級(jí)計(jì)算機(jī);同時(shí)，“星云”系統(tǒng)遵循中國(guó)HPCSC(中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)高性能計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了專用計(jì)算機(jī)關(guān)鍵部件的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，大大節(jié)省了用戶的產(chǎn)品擴(kuò)容成本。

去深圳服役

據(jù)國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心負(fù)責(zé)人馮圣中表示，在科技飛速發(fā)展的今天，高性能計(jì)算機(jī)已是國(guó)家科技實(shí)力的重要標(biāo)志，更是支撐國(guó)家尖端科研項(xiàng)目的重要裝備。而我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)雖已接近世界最快速度，但目前我國(guó)的超級(jí)計(jì)算應(yīng)用還遠(yuǎn)不及歐美國(guó)家。Top 500顯示，目前全球500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)有282部在美國(guó);114部在歐洲—其中英國(guó)擁有38部，法國(guó)29部，德國(guó)24部;24部在中國(guó);18部在日本，5部在印度。

為強(qiáng)化深圳及周邊地區(qū)的計(jì)算能力和滿足重大科研和創(chuàng)新活動(dòng)需求，在深圳市政府的積極推動(dòng)下，科技部于2009年批準(zhǔn)建立國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心，該中心建成后將成為我國(guó)首個(gè)超千萬(wàn)億次級(jí)超級(jí)計(jì)算中心，也是曙光“星云”的服役地。

據(jù)介紹，“星云”高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將于年底安裝在國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心，為我國(guó)華南、港澳乃至全國(guó)用戶提供計(jì)算服務(wù)和信息服務(wù)。作為深圳市建市以來(lái)投入最大的公共科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，將會(huì)在深圳特區(qū)的科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮出巨大作用，有力推動(dòng)深圳市向工業(yè)化、城市化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。

“超級(jí)計(jì)算機(jī)中有‘星群’概念，與以往集群不同，星群的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都很強(qiáng)，這樣匯聚起來(lái)就像一個(gè)燦爛的光球。另外，云計(jì)算現(xiàn)在是熱門的概念，而超級(jí)計(jì)算機(jī)是云計(jì)算的重要組成部分，‘星云’在投入運(yùn)行之后將擔(dān)當(dāng)云計(jì)算中心的重要角色。這就是曙光千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)命名為星云的原因。”歷軍說(shuō)，“曙光5000‘魔方’以20倍的計(jì)算性能提升取代曙光4000，進(jìn)駐上海超算中心當(dāng)天就掛載了30%的負(fù)載，去年已經(jīng)全部滿載并開(kāi)始計(jì)算任務(wù)排隊(duì)。而‘星云’還未到深圳服役之前，很多知名企業(yè)就已經(jīng)開(kāi)始預(yù)定資源和服務(wù)，比如騰訊、阿里巴巴、迅雷等。”