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天津北方网讯:昨天上午,从在美国举办的第36届世界超级计算大会上传来喜讯,位于天津的“天河一号”超级计算机系统,以峰值速度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能位居世界第一。与此“不相匹配”的是,这个在峰值速度和持续速度上双双刷新国际超级计算机运算性能最高纪录的,不过是占地面积700平方米的140个机柜,这在世界上已有的千万亿次超级计算机中算是一位身材苗条的“小个子”。国家超级计算天津中心“天河一号”工程办公室主任李楠介绍,就是这个中国自主研制的“小个子”,它运算1小时,相当于13亿人同时计算340年;它运算1天,相当于1台双核的高档桌面电脑运算620年。总存储容量能够容纳1000万亿个汉字,相当于一个存储10亿册100万字书籍的巨大图书馆。滨海新区科委副主任朱希进介绍,今年,滨海新区政府将提供3000万专项资金用来支持超算中心,并且把超算的推广列入了“十二五计划” 。
应用
未来7日天气预报 1小时完成
“天河一号”位于滨海新区开发区现代服务产业园区5号楼,一楼机房的140个机柜便是“天河一号”所有的“家当”,走进机房,140个机柜整齐排开,共分为13排安装,占地面积总共只有700平方米。每个机柜都在高速运转着。
运算能力
“天河一号”工程办公室副主任朱小谦介绍,140个机柜内共安装了23000多个CPU,内存总容量达到了262TB,峰值性能每秒达到4700万亿次,持续性能每秒也有2566万亿次。也就是说,如果用“天河一号”计算一秒,则相当于13亿人连续计算340年;如果用“天河一号”计算一天,一台当前主流微机得算620年。“天河一号”的存储量,则相当于10个国家图书馆藏书量之和。“天河一号”所有的CPU+GPU可用来解决一个复杂的运算问题,比如说未来7天的天气预报,用“天河一号”的话只需1个小时就可以完成。同时,还可以进行容量型计算,也就是说,成千上万的客户都可以共享这一资源而不需要等候。所以,“天河一号”的本质虽然是一台计算机,但可以同时有多种用途。
运营方式
朱小谦形象地比喻了超级计算机的运营方式,“天河一号”运用云计算的方式通过国家的宽带网向千家万户提供服务,就好像国家电网供电的方式一样,对用户的终端设备水平也没有什么很高的要求,普通的个人电脑,甚至是3G手机都可以通过互联网使用超级计算机。将来用户通过“天河一号”,不仅局限于复杂的计算服务,检索等服务也会被逐渐开发。
操作
使用难度降低安全如同保险箱
“天河一号”部分采用了我国自主研制的“飞腾—1000”CPU芯片,峰值性能提高了3.89倍,持续性能提高了4.45倍,运算速度与能效达到当前国际领先水平。尤其是国际上首创的CPU和GPU相融合的高效并行计算体系结构,使其协同计算效率国际领先。
易使用
“天河一号”主任设计师杨灿群研究员介绍,为让用户能充分使用“天河一号”强大的计算能力,在研制过程中,科研人员对操作系统进行了并行调度、能耗管理、虚拟化和安全隔离等方面的针对性设计,专门提供了一体化集成开发环境,支持应用程序的调试和性能分析,针对异构融合体系结构,研究开发了新的编程方法,这些技术措施,有效降低了用户使用“天河一号”的技术门槛。
高安全
除技术外,安全也是用户考虑的主要问题,对此,“天河一号”也下足了工夫。“天河一号”超级计算机的安全系统不只是像个人电脑一样防止网络攻击、黑客侵入等方式,还通过为每个用户提供一个基于隔离的用户安全工作环境,为客户定制一个属于自己的虚拟计算空间,类似于提供一个保险箱的服务,钥匙和密码只有本人知道,就连超算中心的管理员也看不到相关数据。
用户 目前绝大部分是国内用户
2009年年底,“天河一号”一期系统运抵天津,主要用作重点用户的试用要求和应用调研分析,经过11个月试用,今年7月份通过互联网正式公开应用。目前,“天河”千万亿次超级计算机系统已提供24小时远程网络应用服务,运行状态良好,国家超级计算天津中心在京津地区的用户正逐步增加,已经向20多家企业提供服务,繁忙时使用率在80%以上。
李楠介绍说,目前超算中心绝大部分还是面对国内的用户,像天津的大火箭、大飞机项目也都提出了超算方面的使用需求,在不久的未来,人们会看到滨海新区大火箭、大飞机、大计算形成的“三大”并驾齐驱的态势,会形成三足鼎立的龙头产业基地。在引领滨海新区战略性新兴产业的发展同时,大计算还会为大火箭和大飞机的研制提供强力的技术支持。对于国外用户来讲,现在由于一些技术对接、政策性约束的问题,虽然有很多外资企业和我们有过接洽,但暂时还没有办法使用。不过,超算中心承诺,“天河一号”既是国人的“天河一号”,也是世界的“天河一号”,当时机成熟的时候,他们也非常欢迎国外用户申请使用。
虽然是超级计算机,但是“天河一号”与多项领域产业乃至人们日常生活息息相关。目前,国家超级计算天津中心正依托“天河一号”超级计算机,准备打造5个以高端制造设计、生物医药、地质勘探为主的设计平台,3个驻津高校分中心,2个新型应用方向。
服务 滨海新区企业“尝鲜”
“天河一号”超级计算机选址滨海新区,强大的数据处理功能将成为企业发展的坚强后盾。随着千万亿次超级计算机的投用,滨海新区企业凭借着地理位置的优势享受到“近水楼台先得月”的好处。朱小谦说,在与“天河一号”合作的20多个项目中,绝大多数是与滨海新区的企业建立的合作,天津的企业率先享受到了超级计算的“快感”。
目前,国家超级计算天津中心已经同天津市国际生物医药联合研究院、南开大学等单位合作,建立了生物医药信息处理平台;与国家动漫产业综合示范园合作,构建了包括渲染中心、特效影棚、动作捕捉系统等在内的高速动漫设计平台;中心还建立了计算机辅助设计和仿真分析平台,为新能源新材料、航空航天装备研制等新兴行业提供高性能计算服务。此外,国家超算中心还将面向石油勘探、金融风险分析、云计算、三网合一视频数据存储等重要领域开展计算服务。
滨海新区科委副主任朱希进说,“天河一号”对滨海新区8大支柱产业工作效率的提升是显而易见的,对这些产业起到了技术支持的作用,同时也为新区新兴产业提供了一个有力的平台。