本网评论：超级计算机的巅峰对决

 
2010年10月29日 15:36:58 　

来源： 新华网 





天河一号千万亿次超级计算机系统 何书远摄



“天河一号”工程办公室主任李楠向新华网记者白瑞雪介绍最新的系统。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。新华社发

“天河一号”超级计算机二期系统性能世界领先

新华网专稿（新华军事评论员郑文浩）根据新华网的最新报道，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”二期系统性能实现飞跃，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”二期系统的实测性能是它的1.425倍。

而据美国《纽约时报》报道，由美国田纳西大学创新计算实验室评选，每半年发布一次的“世界最快电脑500强”名单即将问世。评奖委员会成员、计算机专家杰克•唐加拉于10月27日向媒体透露，此次榜单的冠军，很可能被中国制造的超级计算机夺得，因为评奖委员会发现中国的“天河一号”二期系统已经达到上代冠军的1.4倍。唐加拉认为在11月1日以前，“不可能有比（中国的）这台电脑更快的机器出现了”。

在数学家看来，整个宇宙都可以用精美的数学公式来描述。因此，人类对计算能力的需求和渴望，随着时代的发展而日益强烈。破译密码的需要，激发了计算机的开发。原子弹的研制，直接导致了第一代通用计算机的诞生。而后来探索宇宙起源、微观粒子研究、新一代核武器开发、气候预报等需要巨量计算的项目，使各大国都投入巨资进行超级计算机的开发。

从上世纪50年代开始，美国IBM公司就为美国国防部开发了运算速度达每秒67000次的NORC超级计算机。到了1974年，美国利沃莫国家实验室的CDC STAR-100超级计算机就达到了每秒1亿次。后来80年代成立的克雷公司开发的“克雷”系列超级计算机，曾经长期占据超级计算机的榜首位置。1985年的克雷-2超级计算机就达到了每秒390亿次的速度。1983年12月26日，我国第一台命名为“银河”的亿次巨型计算机也正式通过国家技术鉴定。

从那时来看，中国和国外在超级计算机领域还是有差距的。但同时超级计算机的开发理念也在面临新的出路。从个人计算机CPU的发展就可以看出，处理器速度越来越接近瓶颈。为了满足不断上涨的“计算需求”，将处理器联合起来进行并行计算是大势所趋。

从天河一号的介绍中，可以发现它拥有14000余个CPU和数千个GPU。在天河一号问世的时候，很多网友质疑，是不是装上更多的CPU，就能获得更高的运算性能。这实际上是一个巨大的误解，除了处理器以外，现代超级计算机还涉及到并行访问档案系统、资料分区、非均匀访存模型、冷却等多种“软”“硬”技术。如果综合起来，超级计算机的核心技术是“架构”问题。

几万个处理器，怎样才能够充分发挥他们的一起工作的性能，并不是向“并联”电路这么简单。而且这个架构还应该有良好的扩充性。有资料显示，谷歌数据中心的计算机速度可达每秒316万亿次，但旁边却建了一个大型冷却塔来解决散热问题，俄勒冈数据中心旁边甚至还有一个水坝。如果谷歌数据中心想达到“天河一号”二期系统每秒2507万亿次的性能，该怎么办？因此，中国“天河一号”在超级计算机架构这个核心技术上取得的重大突破，足以使我们自豪。而且“天河一号”已经在使用自主生产的CPU，说明我国的CPU制造同样在向前发展。

当然，即使“天河一号”成为世界第一，我们也不能太过骄傲。因为这个排名很快就有新的领先者出现。美国国家航空航天局、Intel和SGI公司联合开发的Pleiades超级计算机宣称在2012年要达到每秒1亿亿次的速度。同时IBM为美国核武器试验室开发的Sequoia超级计算机在2011年要达到每秒2亿亿次。依据现有速度发展，有专家预测2019年超级计算机速度能达到每秒1百亿亿次浮点运算，2030年会达到每秒十万亿亿次，完全模拟天气变化将成为可能。

这使我们足以期待20年后中国“天河”的样子。