【IT168 报道】近日，在湖南长沙2009年高性能计算学术年会上，国防科技大学现场发布并展示了其最新的研发成果——“天河一号”千万亿次超级计算机系统。该系统采用了6144颗最新英特尔至强5500系列CPU和5120颗ATI GPU，峰值性能为1206万亿次每秒，Linpack测试性能超过560.3万亿次每秒，在2009年中国TOP100排行榜中排行第一位。该系统将于2009年底至2010年全面部署于国家超级计算天津中心，届时我国将成为继美国之后可以研制和应用千万亿次超级计算机的国家。
据介绍，“天河一号”采用多阵列可配置协同并行体系结构，硬件系统由计算阵列、加速阵列、服务阵列以及互连通信子系统、I/O存储子系统和监控诊断子系统等六部分组成，软件系统由操作系统、编译系统、资源管理系统和并行程序开发环境等部分组成。该系统拥有6144颗最新英特尔至强5500系列CPU和5120颗ATI GPU，内存总容量为98TB，点点通信带宽为40Gbps，共享磁盘总容量达到1PB。相关指标及其意义如下表所示：
| 参数 | 数字 | 意义 |
| 全系统峰值性能 | 系统峰值性能为1206万亿次每秒，Linpack测试性能超过560.3万亿次每秒 | “天河一号”计算一天，一台配置Intel双核CPU、主频为2.5GHz的微机得算160年。其性能水平在2009年中国高性能计算机TOP500排行榜中业内知名，参照半年前的世界TOP500排名，可居第四。。 |
| 共享存储总容量 | 1PB | 按国内数字图书馆应用软件的图片格式PDG计算，如果平均每册书大小约10MB，“天河一号”的存储量相当于4个国家图书馆之和。 |
| 重量 | 1.5吨X103 | “天河一号”由103台机柜组成，每个机柜占地1.44平方米，高两米，重1.5吨，系统总重量相当于19个“神舟”飞船。 |
| CPU、GPU数量 | 6144个英特尔至强CPU、5120个GPU | 每人每个小时写20行代码的速度，需要写1万小时。 |
| 互相通信网络单根线传输速率 | 10Gbps | 每秒钟要传输800亿比特的信息。这是国际上最快的速率，相当于在“天河一号”计算机内部修了一条信息高速公路。 |
| 科技人员平均年龄 | 36岁 | 直接参与“天河一号”研发的科技人员有200多人。 |
| 投资 | 6亿人民币 | “天河一号”目前投资为６亿人民币。从信息技术的发展速度预计，使用寿命预计为１０年。 |
| 使用寿命 | 10年 | |
| 每小时耗电量 | 1280度，每年电费可高达1800万元 | 与目前峰值性能排名世界靠前的美国“走鹃”超级计算机相当。“天河一号”目前能效为每瓦4.3亿次运算，与2009年６月公布的全球超级计算机TOP500强业内知名的美国“走鹃”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。 |
对于高性能计算机而言，系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。为了实现整体效能的提高，“天河一号”采用了7项关键技术，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、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。
就CPU而言，从技术特性上看，至强5500处理器对于内存带宽敏感型的高性能计算类应用性能提升最为明显，尤其是至强X5570、X5560 和 X5550更是如此。基于至强5500的双路服务器不仅拥有8个内核，最多支持16条线程和高达144GB的内存，而且，更重要的是在整体平台带宽方面获得了巨大的飞跃，包括由于英特尔快速通道互联技术(Intel QuickPath Technology)所带来的高达6.4GT/s的速度，以及可支持DDR 1333 MHz内存的三通道集成内存控制器，使得其内存带宽是前代平台的三倍多。“更强的性能，更高的I/O带宽以及更大的内存容量”在一定程度上打破了传统高性能计算机面临的I/O墙、内存墙等瓶颈，从而能够帮忙研究人员、工程师和开发人员实现事半功倍的效果。
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英特尔中国服务器产品经理顾凡在接受记者采访时表示，在我们的硬件系统制造水平已经达到千万亿次这样一个领先水平之后，其实更重要的是应用。英特尔每推新一代处理器，都要求能够兼容用户的软件代码，以保护用户的投资。
由于“天河一号”使用了“CPU+GPU”的混合架构，这无疑会增加这套系统的使用难度，毕竟现在能够利用GPGPU的软件还比较少，需要用户自己去针对这一架构改编软件。对此，TOP100排行榜创始人、中科院软件所张云泉博士谈到，目前来看，GPGPU的应用对于普通用户而言确实比较难，但是“天河一号”在体系结构设计上也已经考虑到这一点，其CPU与GPU的比例是1：1，这样，即便只使用CPU，也可以实现200万亿次的计算性能，与上海超算的曙光5000A相当。
据了解，“天河一号”是全球范围内最先发布的使用至强5500处理器的千万亿次超级计算机，预计至强5500在2009年还会安装在多个每秒千万亿次超级计算机上，包括美国宇航局（NASA）的Pleiades（昴星团）超级计算机和加拿大多伦多大学的Scinet计算机，后者是欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机项目的一部分。
