天河一号超级计算机的简介

1. 天河一号超级计算机的简介

NV创始人黄仁勋在2010高性能计算峰会上专门讲述了天河一号A黄仁勋与国家超级计算天津中心杨灿群教授展示天河一号A中的GPU运算节点。杨灿群教授是天河一号主任设计师，国防科大计算机学院系统软件研究室主任。中国在超级计算机榜单中有着上佳表现，天河一号由国防科学技术大学研制，部署在国家超级计算天津中心，其实测运算速度可以达到每秒2570万亿次（这意味着，它计算一天，相当于一台家用电脑计算800年，当然，其花费和占据的空间，能耗也是惊人的）。排在第二的是美国的美洲虎，实测运算速度可达每秒1750万亿次。 排名第三的是中国曙光公司研制的星云高性能计算机，其实测运算速度达到每秒1270万亿次。前三占据了2名。国际TOP500组织14日在网站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”雄居第一。TOP500是全世界最权威的超级计算机排名榜。从1993年起，作为对全球已安装的超级计算机进行排名的权威机构，国际TOP500组织以计算机实测速度(Linpack测试值)为基准，每年两次发布世界上最快的500台超级计算机排名。14日公布的是第36版排行榜。经过技术升级之后，我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”性能实现飞跃，运算速度达到当前国际领先水平。这是中国高性能计算机TOP100组织28日公布的消息。同日发布的2010年度中国高性能计算机前100强排行榜上，由国防科技大学研制的“天河一号”二期系统以每秒4700万亿次的峰值性能和每秒2507万亿次的实测性能位居榜首。与目前已知的全球最快计算机——美国“美洲虎”超级计算机相比，“天河一号”的实测性能是它的1．425倍。与诞生于一年前的“天河一号”一期系统相比，二期系统的峰值性能和持续性能分别提高了2．89倍和3．45倍。最新的全球排名将于11月中旬发布。中科院软件所研究员张云泉认为，“天河一号”可望问鼎世界超级计算机性能之首。新的“天河一号”机柜从113个增加至140个，“刀片”即计算结点由竖向插入改为横向插入。尽管从外表上看变化并不大，“天河一号”工程办公室主任李楠表示，这次升级不是简单的规模扩张，而是实现了一系列重大技术突破。在升级后的系统中，互联芯片全部替换为国防科大自主研制的产品，性能是目前国际商用芯片的两倍。CPU（中央处理器）也首次部分采用这所大学自主研制的“银河飞腾1000”芯片，数量约占全部CPU的七分之一。“我们自己的CPU完全能够实现全部替换，但目前应用软件的发展尚未跟上，需要逐步过渡。”李楠说，“从个体性能来看，我们的CPU与世界先进水平还有差距，正在研制中的下一代CPU将瞄准世界最前沿。”除此之外，二期系统还在大规模集成电路芯片、结点机、网络、印制电路板和操作系统、编译系统等关键技术上成功升级，在异构融合体系结构、基于高阶路由的高速互联通信、高性能虚拟计算域等方面取得了新的突破。同时，由于采用了世界最先进的水冷制冷等技术，新一代“天河一号”的能效值提升了近50%，是仅次于IBM“蓝色基因”的世界上最节能的超级计算机。作为国家超级计算天津中心的业务主机，“天河一号”已在天津市滨海新区部署并投入使用，在石油勘探、高端装备研制、生物医药、动漫设计、新能源、新材料、工程设计与仿真分析、气象预报、遥感数据处理、金融风险分析等领域获得了成功应用。作为中国首个具有千万亿次计算能力的超级计算中心，天津中心与企业、科研院所和高校合作，已建立3个分中心和5个信息处理平台，为20多个用户单位提供了高性能计算服务。“超级计算机将为提高国家科技创新能力、促进战略新型产业技术创新提供强大的高性能计算支撑。”李楠说，“在我国产业从‘中国制造’迈向‘中国设计’的过程中，这是一项重要的基础设施。”“天河一号”一期系统于2009年9月研制成功，这标志着我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。目前，我国拥有“天河一号”和“曙光星云”两台千万亿次超级计算机系统。

2. 天河一号成为世界超级计算机的原因有哪些?

高性能。无论是1206万亿次的峰值性能，还是563．1万亿次的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 按照工程计划，“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网使用“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。

3. 中国“天河一号”超级计算机在那些技术方面取得重大突破?

——高性能。无论是1206万亿次的峰值性能，还是563.1万亿次的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。

4. "天河一号"超级计算机

我国天河一号超级计算机，从世界第一退位，服役9年造福众多领域

5. 超级计算机如‘天河2号’等都有哪些具体用途？

超级计算机的用途主要是用在一些需要大量计算数据的地方。我所知道的主要是有限元分析，飞行器气动外形设计，还有就是蛋白质方面的研究。这些方面的大型计算动辄几天，整个月，甚至可能好几个月，如果有高速的超级计算机，就能缩减这些时间用来做更多有意义的事情。本来计算机对人最有意义的事情就是通过高速的运算来节省人的时间。
超级计算机不是都像天河一号二号之类的那样额庞然大物的，有的可能只有一个冰箱那么大，没那么神秘的。再说像淘宝这样涉及到每天有大量交易的网站，没个像样点的超级计算机怎么吃得开。。。

6. 中国超级计算机“天河一号”现在排名是第几？

国际TOP500组织20日在网站上公布了最新全球超级计算机500强排行榜，日本超级计算机“京”则以每秒8162万亿次的实测运算速度跻身榜首，中国的“天河一号”排名降至第二，但中国进入榜单的超级计算机总数在全球仅次于美国。

    这份排行榜还显示，中国的超级计算机数量不断增加，包括实测运算速度达2600万亿次的“天河一号”和排名第四的“星云”在内，进入排行榜的超级计算机系统已达62个，第三名德国是30个。中国超级计算机系统无论是总数还是累计峰值运算能力都超过了德、日、法等传统的超级计算机大国，美国则以256个遥遥领先于其他所有国家。

7. 超级计算机天河二号有什么用

天河二号已应用于生物医药、新材料、 
工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、电子商务、云计算与大数据、数字媒体和动漫设计等多个领域，还将广泛应用于大科学、大工程、信息化等领域，为经济社会转型升级提供重要支撑。

天河二号逐步在生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、宇宙、经济学，以及大型基因组组装、基因测序、污染治理等一系列事关国计民生的大科学、大工程中“大显身手”。此外，国家超算广州中心积极推动国际交流与合作，利用天河二号为国外研究机构提供高性能计算服务。

8. “天河一号”满负荷运行 中国五个超级计算机在忙啥

天津国家超级计算机中心（2009年）
国家超级计算天津中心是由国家科技部于2009年5月批准成立的第一家超算中心，由天津滨海新区和国防科技大学共同建设。
天津超算中心座落在天津经济技术开发区（泰达）外包服务园5号楼，占用房屋面积约8,500平方米，共建有2个大型机房共约4,000平米，其中一个机房用于安放“天河一号”超级计算机，第二个机房用于云计算和系统扩充。另外建有变电站、制冷站，变电站供电能力为13,600KVA，制冷站供冷能力为9,600KW，具有较强的配套保障能力。
天津超算中心的主业务计算机是 “天河一号”超级计算机，是由科技部863计划“高效能计算机及网格服务环境”重大项目支持，由国防科技大学与滨海新区于2009年9月联合研制成功第一期系统；后经采用自主CPU和自主的高速互联通信系统，以及全面优化，于2010年10月，研制完成了“天河一号”二期系统。“天河一号”超级计算机在2010年11月世界超级计算机Top 500排名中荣获世界第一。
天津超算中心高性能计算的主要应用领域包括：生物医药、石油地震勘探数据处理、动漫与影视渲染、新材料新能源、高端装备设计与仿真、航空航天、流体力学、天气预报、气候预测、海洋环境模拟分析等等。

深圳国家超级计算机中心（2009年）
2009年5月批准成立，2011年6月安装调试，同年11月，超算中心投入运行启动仪式；2012年6月，正式向社会提供高性能计算业务的商业服务；截止至2014年5月，计算资源使用率已超过55%，高性能计算用户达到1,056个，云计算个人用户超过1,750,000人，机构达到13,221家。
国家超级计算深圳中心（深圳云计算中心）是国家在深圳布局建设、深圳建市以来单个投资额最大的重大科技基础项目。该项目是国家863计划，广东省和深圳市重大项目，同时也是深圳落实《珠江三角洲改革发展规划纲要（2008-2020）》和《深圳市综合配套改革方案》的具体行动。
国家超级计算深圳中心（深圳云计算中心）主机系统于2010年5月经世界超级计算组织实测确认，运算速度达每秒1,271万亿次，排名世界第二。同时配备高达17.2PB的海量存储及来源于各大运营商、教育网的丰富网络带宽资源。
国家超级计算深圳中心（深圳云计算中心）立足深圳、面向全国、服务华南、港、澳、台及东南亚地区，开展各种大规模科学计算和工程仿真、动漫渲染等计算业务，同时以其强大的数据处理和存储能力为社会提供云计算服务，将建成功能齐全、平台丰富、高效节能、国际一流的高性能计算研究开发中心和云计算服务中心。


长沙国家超级计算机中心（2011年）
国家超级计算长沙中心2011年试运行，2014年11月4日，揭牌正式运营。继天津和深圳之后获批建设的第三家国家级超级计算中心。与国内其他超级计算中心不同的是，长沙超算中心完全依托高校运营。

选址：湖南大学校区内，采用国防科技大学“天河一号”高性能计算机，按每秒1000万亿次运算能力规划建设，总投资7.2亿元。国家超级计算长沙中心一期工程规划建筑面积30000平方米，计划于2011年底全部建成竣工，建成后运算能力将达每秒300万亿次，由湖南大学负责运营，国防科技大学提供计算设备和技术支持，坚持公益性与经营性相结合原则，为社会和公众提供高性能计算应用服务。
该中心自2011年试运行以来，已为气象、国土、水利、卫生/医疗、交通等公共服务部门提供了高性能的计算平台服务。该中心与国内高性能计算、云计算和动漫渲染领域机构建立了战略合作关系，已在省内外一些大型企业平台进行试用，正式运营后，将面向全国装备制造企业提供大规模仿真设计公共服务。
于2010年11月奠基开工，按照“政府主导、军地合作、省校共建、市场运作”的模式积极推进项目建设。项目主机设备于2011年6月在国防科大全面上网试运行，项目主体建筑工程于2013年7月竣工一次验收合格，同时，主机设备从国防科大搬迁至湖南大学新址，并完成安装调试，已具备了正式启动运营的基本条件。

济南国家超级计算机中心（2011年）
国家超级计算济南中心是科技部批准成立的全国4个千万亿次超级计算中心之一，总投资6亿元，建设主体为山东省科学院，并由其下属单位山东省计算中心负责建设、管理和运营。
济南中心于2011年3月正式启动建设，当年10月27日落成揭牌并对外提供计算服务。济南中心的建设成功，标志着我国已成为继美国、日本后第三个能够采用自主处理器构建千万亿次超级计算机系统的国家。经国家权威机构测试，济南中心的神威蓝光超级计算机系统持续性能为0.796PFlops（PetaFlops,千万亿次浮点运算/秒），LINPACK效率为74.4%，性能功耗比超过741MFlops/W（百万次浮点运算/秒·瓦），组装密度和性能功耗比居世界先进水平，系统综合水平处于当今世界先进行列。
济南中心依托山东省科学院组建了一支集技术研发、计算服务和技术支持于一体的科研和服务团队，并与国内外专家、应用单位等密切合作，面向海洋科学、现代农业、油气勘探、气候气象、药物筛选、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务，承接国家、省部等重大科技或工程项目，为我国科技创新和经济发展提供平台支撑。中心定位：公益性高性能计算技术和咨询服务机构。
济南国家超级计算机中心能分析雾霾
虽然雾霾问题依旧存在，最终的结果并不能够令人满意，但是面对雾霾，所有人背后的一系列努力还是应该让大家知道。以雾霾的预报为例，如今的技术水平已经可以比较准确预测出未来三天，甚至更长时间的空气质量，中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室副研究员唐晓博士在日前召开的2015英特尔高性能计算峰会上讲到，而当前所发布的各项预警措施也正是基于空气质量预报做出的判断。
尽管看起来雾霾预报可能没有天气预报那么成熟，但你可能不知道的是雾霾预报背后的难度。
据唐晓介绍，大气污染是个很复杂的过程，不仅仅要看天气，更重要的是要搞清其中的化学反应过程。举个简单的例子，90年代我国的大气污染叫煤烟型污染，而现在叫复合型污染。那时候燃煤，二氧化硫的一次排放浓度很高，有害但并不容易被肉眼所观察，而现在你会明显观察到大气污染的影响，这其中很重要的原因就是一次排放污染物通过化学反应转化为细颗粒物，也就是PM2.5，PM2.5对大气能见度影响很大。唐晓表示，这其中有化学转化、也有和气象过程的相互作用。
正因为涉及的因素多，所以最终结果难料，你得分析有多少发生了这种变化，有多少发生了那种变化，有多大部分随气象条件扩散了……而这个过程一方面需要庞大的计算能力，另一方面需要一个精确的计算模型。时至今日，在系统模型方面，多年摸索我国已构建了符合我国情况的模型，同时，中国环境监测总站早几年就和曙光、英特尔一起合作，建立了一个高性能计算平台，用于灰霾预报预警。
要说这样一个系统已经能够满足需要了，估计谁也不敢这么讲。就像唐晓在接受采访时所讲的，随着科学研究的需求越来越高，他们需要更加细致的监测，也就是说最终会有更多的数据产生，而且是以数量级的形式增长；另一方面化学一次排放物的化学反应这块的计算要求是非常高的，因为其根本不是一两个独立的化学反应，而是几百个可能互相反应的化学变化。这对于最终的计算需求量都是相当大的。
雾霾预报所面临的挑战其实可以理解为当前各种需要超大规模计算能力的应用所处困境的缩影，需求空间还很大，但是当前的技术水平还十分有限，比如科大讯飞曾在采访中就表示，如果按计算能力来讲，即便是当前最快的超级计算机也无法满足他们的实际需求。因此，退而求其次，在计算能力之外，应该想一些优化、改进之策。这可以归结为英特尔举办高性能计算峰会的一个重要目的，“给大家创造一个交流沟通的平台，有什么好的建议、实践拿出来分享。”
此次大会除了雾霾，还有来自天体观测、深度学习、海洋气候领域的实践分享……无疑，高性能计算正在越来越多的影响我们生活的方方面面，笔者也衷心希望技术能够让生活更美好，比如就雾霾问题上，不仅仅是做到预报，而且能够针对性的给出每个区域、甚至每个工厂一些更有意义的、且更容易执行的方案，毕竟经济发展还是重中之重。

广州国家超级计算机中心（2013年）
国家超级计算广州中心由广东省人民政府、广州市人民政府、国防科技大学、中山大学共同建设，是广州市重点建设的科技一号工程，是助推战略性新兴产业发展、支撑国家创新型城市和智慧广州建设的重大战略性基础设施，成为融高性能计算、海量数据处理、信息管理服务于一体的世界一流超算中心，为广州、广东乃至全国的经济社会发展提供强大引擎。广州中心坐落在风景秀丽的广州大学城中山大学校区，总建筑面积42332平方米（地上5层，约32332平方米），其中机房及附属用房面积约17500平方米，包括主机房、存储机房、高低压配电房、冷却设备用房及附属用房等功能用房。
自从2014年4月使用“天河二号”的累计用户数接近700家，支撑国家级课题超过100项，十万核以上应用20多个，百万核以上应用9个。 “天河二号” 2015年可用计算资源的输出量已经超过两个天津超算“天河一号A”饱和运行的年可用资源总量。应用范围覆盖材料科学与工程计算、生物计算与个 性化医疗、数字设计与制造、能源及相关技术数字化设计、天文宇宙科学、地球科学与环境工程、金融、经济、智慧城市大数据和云计算等各大应用领域，尤其是在宇宙科学研究、污染治理、大型飞机设计制造、高速列车设计制造、大型基因组组装和基因测序、生物医学、高通量药物筛选等事关国计民生的大科学、大工程中发挥了重要的支撑和推动作用。