天河二号成为当今世界运算速度最快的超级计算机

水泥笑笑

北京时间6月17日下午，正在德国莱比锡召开的2013国际超级计算大会上，世界超级计算机TOP500组织正式发布了第41届世界超级计算机500强排名榜，国防科技大学研制的天河二号超级计算机，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

　　中国超级计算机继天河一号之后，第二次登上了世界第一的宝座。天河二号成为当今世界运算速度最快、综合技术领先的超级计算机，中国超级计算机研制水平继续处于世界领先行列。

　　在被超越中再攀世界超算新高峰

　　2010年11月17日，国防科技大学研制的天河一号以每秒4700万亿次的峰值速度和每秒2566万亿次的持续速度，在世界超级计算机500强中位居第一，中国人首次站到了超级计算机世界冠军的领奖台上。

　　然而，仅仅过了不到8个月，日本一台名为“京”的超级计算机就将天河一号挤下冠军台。之后，美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机先后坐上世界第一的交椅，天河一号排名滑落至第8名。

　　当外界还在为天河一号夺得世界第一而赞赏不已之时，该校计算机学院迅速做出再攀超算新高峰的决策部署。广大科研人员奋力攻关，突破了一系列核心关键技术，于今年5月将运算速度达到5.49亿亿次的天河二号超级计算机呈现在世人面前。

　　今年5月底在中国主办的“高性能计算国际论坛”上，国际超算领域的权威专家实地考察了天河二号，纷纷给予高度评价。世界TOP500组织专家、美国田纳西大学杰克·唐加拉教授说：“天河二号与美国的‘泰坦’大小相当，速度却是它的两倍，制造这样强大的系统需要很强的技术。”德国尤利希科学中心的塞巴斯第安·施密特教授说：“天河二号是世界最好的计算机之一，它有着非常出色的表现。”日本筑波大学参加过“京”系统研制的大介博库教授说：“这是一部非常紧凑的机器，具有巅峰的性能表现，它真的是技术上的很大进步”。

　　创新驱动超算迈上新台阶

　　在该校“天河”大楼一间近800平方米的机房，由170个机柜组成的天河二号整齐排列，气势恢宏。

　　天河二号工程副总指挥李楠研究员告诉记者：“天河二号有五大特点：一是高性能，峰值速度和持续速度都创造了新的世界纪录。二是低能耗，能效比为每瓦特19亿次，达到了世界先进水平。三是应用广，主打科学工程计算，兼顾了云计算。四是易使用，创新发展了异构融合体系结构，提高了软件兼容性和易编程性。五是性价比高。”

　　天河二号占地面积720平方米，内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。打个形象的近似比喻，天河二号运算1小时，相当于13亿人同时用计算器计算一千年，其存储总容量相当于可存储每册10万字的图书600亿册。相比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机，天河二号计算速度是“泰坦”的2倍，计算密度是“泰坦”的2.5倍，能效比相当。与该校此前研制的天河一号相比，天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上，能效比提升了2倍，二者占地面积相当，执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的三分之一。

　　高性能、高能效从何而来？天河二号工程总指挥、总设计师廖湘科研究员说：一切源于瞄准国际前沿的自主创新，是自主创新推动了中国超算的跨越式发展。

　　记者在现场看到，计算能力比天河一号提升了10倍以上的天河二号，占地面积却相差无几。科研人员告诉记者，如果不能有效解决超级计算机的体积问题，系统的安装调试、运行管理等都将成为很大的难题。天河二号设计实现了高密度、高精度的结构工艺，采用了多机柜封闭循环的水风混合冷却方案，有效缩减了系统体积，与美国“泰坦”相比，计算能力是它的2倍，体积却比它小了15%。

　　天河二号还在高速互连、新型层次式加速存储架构、容错设计与故障管理、综合化能效控制、高密度高精度结构工艺等方面取得了一系列创新和突破。