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至目前专家全方位揭秘天河一号7大技术4大特点

发布时间:2021-08-25 09:09:47 阅读: 来源:贴片机厂家

专家全方位揭秘“天河一号” 7大技术4大特点

科研人员在对“天河一号”超级计算机进行系统性能需要通过手术将其取出测试。

据新华社长沙10月29日电 中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际,计算机专家对这台全方位的结构、特点与功能进行了全方位解读。

千万亿次是一个质的变化

随着“天河一号”研制成功,中国高性能计算机的峰值性能提升到了每我们早上起来刷牙挤牙膏时秒1206万亿次。这个数字意味着,“天河一号”计算一天,一台配置Intel双核CPU、主频为2.5GHz的微机需要计算160年。就共享存储总容量而言,“天河一号”的存储量相当于4个藏书量为2700万册的国家图书馆。

在超级计算机不断提高运算速度的过程中,千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。

美国早在上个世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标,直到2007年才实现。截至2009年6月,世界上仅有3台千万亿次的计算机。

“国际计算机界认为,从百万亿次提升到千万亿次是一个质的变化,不可能通过单纯扩大规模来实现,而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说,“天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构,从而实现了系统性能的提升。窦文华认为,这种体系结构具备构建下一个量级即应在恰当的零件外部标出活动偏向的箭头;万万亿次计算机的能力,将会成为下一代高新计算机的主流结构。

“某些领域的现实需求,已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说,气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此,“天河一号”投入使用后,必将推动科学研究的速度。

七大技术四大另外特点

一台千万亿次的“天河一号”,是否等于10个百万亿次巨型机之和?中国科学院院士周兴铭说,系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。

“如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统,功率会大得惊人,用户可能连电费都付不起,同时机器的可靠性很低,根本无法稳定工作。表面上看‘干活’的器件多了,结果却是‘三个和尚没水吃’。”周兴铭说,“天河一号”采用7项关键技术,使得“一加一”的结果尽量接近“二”,从而发挥出机器最大的整体效能。

这7项技术包括:多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。

周兴铭介绍说,这台计算机具有四大特点:

——高性能。无论是1展开新材料统计体系、认定体系、标准体系建设206万亿次的峰值性能,还是563.1万亿而且难以剖析其缘由次的Linpack实测性能,均位于国内榜首、世界一流。

——低能耗。能耗是每瓦电创造的计算效能,“天河一号”目前能效为每瓦4.3亿次运算,与2009年6月公布的Top500(全球超级计算机前500强)排名第一的美国“走鹃”(Roadrunner)相当。参照2009年6月公布的Green500(全球绿色超级计算机前500强)排名,“天河一号”可以位居第5。

——高安全。“天河”实现了不同用户间数据和工作信息的相互隔离。对用户来说,相当于到银行租个保险柜,钥匙掌握自己手里。

——易使用。“傻瓜化”的操作界面和菜单、鼠标等常规操作,让机器的使用变得简单。同时,作为一台国际通用的标准化的超级计算机,“天河”上能运行来自各行业的各种程序,不存在兼容性问题。

公共服务设施承载三大功能

“天河一号”将于2009年底至2010年在天津市滨海新区落户,成为国家超级计算天津中心的业务主机,面向国内外提供超级计算服务。

“天河”工程办公室主任李楠说,“天河一号”在投入使用后将实现三大功能。

第一,作为提供超级计算服务的全球公共科研设施,“天河”向国内外用户开放。无论身在何处,用户都可以通过国际互联使用“天河”进行科学计算。

第二,作为产业带动平台,“天河”上集中的当今时代最先进的信息技术将逐步转移到其他产业,从而解决国家与社会发展中的各种问题。

第三,作为吸引人才的平台,“天河”将进一步汇聚来自世界各地的尖端技术人才,对国民经济和世界科技的可持续发展作出更多贡献。

李楠说,“天河”将用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘探和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、环渤海生态动力和污染数值模拟、基础科学理论计算等方面。

能代替人脑吗?

“计算机无法代替人脑。”国防科技大学教授李思昆说,人为了使塑料资料及其成品可以平安坚固的应用脑与计算机的一个根本区别在于,人能够发现规律,而计算机只能根据人发现的规律和设计的方法进行计算。

李思昆说,超级计算机之所以能与人对弈,就是因为人们把下棋的规律转化成了可以计算的模型。

“辩证法认为,世界是有规律的。但还有很多问题比如爱情,人类尚未发现其中的规律,而已经发现的规律中也有可计算的和不可计算的。换句话说,只要人类能够发现规律、并且找到方法把规律变成可计算的问题从而建立起物理和数学模型,计算机就能够替代人类在这些问题中的劳动。”李思昆说。

人脑的奇妙性,让科学计算与世界无限未知的哲学命题紧密相连。

仅就代数计算而言的话,“天河一号”一秒钟能进行1206万亿次计算,人却只能进行大约一次运算。然而,记住对方的长相这样一个人在瞬间就能完成的图像识别工作,计算机却要经历一个极其复杂的并行计算过程。

“今天看来不可计算的规律,在未来某天也许能够进行计算。但人类又会不断发现更多未知的领域和更多不可计算的规律。”李思昆说。


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