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天河二號(hào)成為世界超算雙料冠軍 標(biāo)志中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)繼續(xù)保持國(guó)際領(lǐng)先地位 北京時(shí)間 TOP500組織是發(fā)布全球已安裝的超級(jí)計(jì)算機(jī)性能排名權(quán)威機(jī)構(gòu),，以系統(tǒng)的實(shí)測(cè)速度為基準(zhǔn)進(jìn)行排名，每隔半年發(fā)布一次,。高性能共軛梯度基準(zhǔn)測(cè)試是該組織首次發(fā)布,，它與系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用相關(guān)性更強(qiáng)，更能反映超級(jí)計(jì)算機(jī)在科學(xué)與工程計(jì)算實(shí)際應(yīng)用中的性能,。 天河二號(hào)是國(guó)防科大承擔(dān)完成的國(guó)家863計(jì)劃和“核高基”國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目,，推廣應(yīng)用取得了顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。2013年11月在國(guó)家超算廣州中心投入運(yùn)行,，向國(guó)內(nèi)外用戶開放使用,。目前，天河二號(hào)已構(gòu)建起材料科學(xué)與工程計(jì)算,、生物計(jì)算與個(gè)性化醫(yī)療,、全數(shù)字設(shè)計(jì)與裝備制造、能源及相關(guān)技術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì),、地球科學(xué)與環(huán)境工程計(jì)算,、智慧城市與大數(shù)據(jù)處理六大應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，已先后為國(guó)內(nèi)外220多家用戶提供了高性能計(jì)算和云計(jì)算服務(wù)，在基因分析與測(cè)序,、大型飛機(jī)和高速列車設(shè)計(jì),、大型裝備制造、新材料,、新能源,、地球物理、生物醫(yī)藥,、電子政務(wù)及智慧城市等方面發(fā)揮了重要作用,，為近百個(gè)國(guó)家重大科技項(xiàng)目、國(guó)際合作項(xiàng)目提供了高性能計(jì)算支持,，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,。 據(jù)介紹，中國(guó)商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心利用天河二號(hào)開展大型客機(jī)全參數(shù)氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算,，僅用6天時(shí)間就完成了過(guò)去需要2年才能完成的計(jì)算量,。華大基因利用天河二號(hào)開展極大規(guī)模基因組組裝計(jì)算,，取得重要研究成果,。德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)等合作團(tuán)隊(duì)，利用天河二號(hào)開展的真實(shí)地震震波傳播模擬工作,，模擬再現(xiàn)了1992年美國(guó)加州蘭德斯大地震震波傳播過(guò)程,，為研究地震波產(chǎn)生傳播機(jī)理和地震預(yù)報(bào)提供了新的途徑。目前該成果已獲得國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)――戈登貝爾獎(jiǎng)提名,。 主要性能 天河二號(hào)自主創(chuàng)新了新型異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu),，在強(qiáng)化科學(xué)工程計(jì)算的同時(shí)，可高效支持大數(shù)據(jù)處理,、高吞吐率和高安全信息服務(wù)等多類應(yīng)用需求,，設(shè)計(jì)了微異構(gòu)計(jì)算陣列和新型并行編程模型及框架，提升了應(yīng)用軟件的兼容性,、適用性和易用性,。天河二號(hào)服務(wù)陣列采用了國(guó)家核高基重大專項(xiàng)支持,、該校研制的新一代“FT-1500”CPU,，這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)主頻最高的自主高性能通用CPU。天河二號(hào)還在高速互連,、新型層次式加速存儲(chǔ)架構(gòu),、容錯(cuò)設(shè)計(jì)與故障管理、綜合化能效控制,、高密度高精度結(jié)構(gòu)工藝等方面取得了一系列創(chuàng)新和突破,。 應(yīng)用領(lǐng)域 天河二號(hào)已應(yīng)用于生物醫(yī)藥、新材料、工程設(shè)計(jì)與仿真分析,、天氣預(yù)報(bào),、智慧城市、電子商務(wù),、云計(jì)算與大數(shù)據(jù),、數(shù)字媒體和動(dòng)漫設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，還將廣泛應(yīng)用于大科學(xué),、大工程,、信息化等領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要支撐,。 天河二號(hào)逐步在生命科學(xué),、材料科學(xué)、大氣科學(xué),、地球物理,、宇宙、經(jīng)濟(jì)學(xué),，以及大型基因組組裝,、基因測(cè)序、污染治理等一系列事關(guān)國(guó)計(jì)民生的大科學(xué),、大工程中“大顯身手”,。此外，國(guó)家超算廣州中心積極推動(dòng)國(guó)際交流與合作,，利用天河二號(hào)為國(guó)外研究機(jī)構(gòu)提供高性能計(jì)算服務(wù),。 據(jù)悉，科技部近年不斷加大對(duì)超算應(yīng)用軟件研發(fā)的投入,。“十二五”以來(lái)的相關(guān)研發(fā)投入已超過(guò)2億元,。預(yù)計(jì)“十三五”期間投入將進(jìn)一步加大。 根據(jù)該專項(xiàng)“面向大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算的高性能多核CPU”課題計(jì)劃安排,，2011年中國(guó)將采用FT-1500CPU構(gòu)建全自主國(guó)產(chǎn)千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)――“天河二號(hào)”。 2009年,，中國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)“天河一號(hào)”研制成功,，運(yùn)行“核高基”專項(xiàng)支持研制的銀河麒麟操作系統(tǒng)，名列當(dāng)年的國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP 500排行榜世界第五位,、亞洲第一位的排名,，并使中國(guó)成為繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)能夠研制千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。 相對(duì)于上世紀(jì)頗負(fù)盛名的“兩彈一星”,。“核高基”專項(xiàng)被譽(yù)為中國(guó)新時(shí)期的"兩件(核心電子器件,、基礎(chǔ)軟件)一芯(高端通用芯片)",，主要涵蓋了核心的電子器件、高端通用芯片,、基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品三個(gè)方向,；掌握其關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化對(duì)于中國(guó)實(shí)現(xiàn)以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、確保國(guó)家信息安全至關(guān)重要,。 在高端通用芯片方向,，"核高基"專項(xiàng)重點(diǎn)部署了高性能服務(wù)器多核CPU、安全適用計(jì)算機(jī)CPU及嵌入式CPU,；在基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品方向,，重點(diǎn)部署了操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù),、辦公軟件,、中間件、重大信息化應(yīng)用等基礎(chǔ)軟件,。 研究進(jìn)展 從 天河二號(hào)取得了一系列技術(shù)創(chuàng)新和突破，涉及到體系結(jié)構(gòu),、芯片技術(shù),、高速互連、存儲(chǔ)架構(gòu),、編程模型,、能耗控制、系統(tǒng)管理,、結(jié)構(gòu)工藝等諸多方面,，使得天河二號(hào)綜合技術(shù)取得了國(guó)際領(lǐng)先地位。在研制過(guò)程中,，我們立足自主創(chuàng)新,，突破億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，使國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)自主創(chuàng)新,、自主可控能力顯著提升,。”談起天河二號(hào)的優(yōu)越性能，天河二號(hào)工程總指揮,、總設(shè)計(jì)師廖湘科研究員說(shuō)：“與國(guó)外同類先進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比,，天河二號(hào)的計(jì)算速度領(lǐng)先，互連技術(shù)領(lǐng)先,，計(jì)算密度領(lǐng)先,，應(yīng)用面更廣。” 天河二號(hào)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，創(chuàng)新發(fā)展了天河一號(hào)“異構(gòu)協(xié)同計(jì)算”的技術(shù)路線,。自主創(chuàng)新的新型異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)、新一代高性能通用CPU,、高速互連技術(shù),、新型層次式加速存儲(chǔ)架構(gòu)等，可高效支撐大數(shù)據(jù)處理,、高吞吐率和高安全的信息服務(wù)等多領(lǐng)域應(yīng)用,。 高吞吐率和高安全信息服務(wù)功能主要是由國(guó)家核高基重大專項(xiàng)支持、該校自主研制的新一代FT-1500CPU來(lái)完成的,。這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)主頻率最高的自主高性能通用CPU,。1片FT-1500計(jì)算1小時(shí)，相當(dāng)于1億人同時(shí)計(jì)算60天,。 “中國(guó)創(chuàng)造”在天河二號(hào)上比比皆是,，涌現(xiàn)了多個(gè)國(guó)際領(lǐng)先和國(guó)際先進(jìn)――基于自主通信接口芯片和互連交換芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了光電混合的自主定制高速互連系統(tǒng)，性能是當(dāng)前國(guó)際上最先進(jìn)的商用互連系統(tǒng)的2倍,；繼續(xù)保持國(guó)際領(lǐng)先地位,；采用綜合化的能耗控制機(jī)制，能效比進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列,；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于背板前后對(duì)插,、水平盲插的高密度高精度組裝結(jié)構(gòu)，使得天河二號(hào)的計(jì)算密度處于國(guó)際領(lǐng)先水平……以高密度高精度結(jié)構(gòu)工藝為例,，天河二號(hào)共170個(gè)機(jī)柜,，占地面積與天河一號(hào)基本相同，但性能卻是它的11.6倍,。與此前排名世界第一的美國(guó)“泰坦”系統(tǒng)相比,，占地面積是它的85%，性能是它的兩倍,。 |
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