创新的混合型设计

    从架构设计上来看，和许多传统超级计算机最大的不同之处在于Roadrunner是一种混合型系统（hybrid supercomputer ），使用两种不同的处理器架构：X86架构的AMD双核Opteron（皓龙）处理器和Power架构IBM Cell处理器。通常的超级计算机一般都是只用一种处理器，这样才便于设计和编程使用。

    作为一台超级计算机，Roadrunner也可以被认为是一套带有CELL加速器的Opteron集群。应该说，Opteron是一款不错的通用型处理器，在高性能计算集群中比较流行，也容易编程。但仅依靠Opteron自身的力量，其性能不足以达到千万亿次每秒的水平。建造这样一套系统，需要至少多20倍的处理器，而且对体积、功耗、散热等方面的要求也极高。这也是为什么要使用Cell处理器的原因之一。从性能上来看，CELL比Opteron要强近30倍，但在其他方面如应用开发、操作系统运行、与其他计算机节点通信等方面要弱。也就是说仅仅依靠CELL处理器要构建这种规模的超级计算机也是不现实的。

    因此，Roadrunner整合了AMD的双核Opteron处理器和全新的IBM Cell (PowerXCell 8i)加速处理器。Roadrunner总共拥有130536个计算核心（比最初计划的约1760000个少很多），包括12960颗改进版IBM Cell核心以及6948颗双核AMD Opteron处理器。从功能上看，皓龙处理器负责标准的运算处理如文件系统的I/O，而PowerXCell 芯片主要加速数学和CPU密集型运算。这跟AMD的Torrenza开放平台的思路非常接近。从性能上看，正是这些CELL处理器承担了大多数计算重任——安装在计算刀片中的6000多个Opteron处理器仅贡献了44万亿次每秒（teraflops）的性能，而12000多颗CELL芯片贡献了1332万亿次，注意，这些数值指的是峰值性能。其稳定持续的Linpack结果是1026万亿次浮点运算，刚好突破1千万亿次的门槛。

    由于大部分计算性能是由高性能CELL处理器提供的，所以系统的总体节能效果非常好。根据IBM，Roadrunner的总功耗是390万瓦特（megawatts），其每瓦特性能是376 megaflops，比基于PowerPC的蓝色基因/P（350 megaflops/watt）还要好。当前，基于至强处理器、节能效果优秀的超级计算机集群的能效也只不过是大约每瓦150 megaflops。