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超级计算在竞争中飞跃

2005-12-08 来源:光明日报 作者:本报记者 齐柳明 文并摄影 我有话说

图为IBM蓝色基因/L主机。

编者按:超级计算机的发展水平是一个国家综合国力的重要标志和象征,受到世界各国特别是发达国家的普遍重视和关注。美国在此领域长期处于领先地位,日本也在紧紧追赶,竞争非常激烈。值得欣慰的是,我国经过长期努力,在超级计算领域也占有了一席之地。在世界最快超级计算机于中国展出之际,本刊特刊发此文以飨读者。

12月1日,IBM在京举行“蓝色基因,演绎超级计算未来”主题发布会。IBM全球副总裁伊尔文・伯格及蓝色基因超级计算机专家到会,并和与会者分享了高性能计算领域的创新和研发经验。作为在中国的首次亮相,蓝色基因将在位于北京海淀区中关村科技园的IBM中国研究中心展出一个月,IBM系统专家将与各界人士交流,共同探讨蓝色基因如何帮助中国客户解决实际问题。

2000年,IBM和美国能源部开始了蓝色基因新一代高性能计算机研制计划。经3年努力,2004年11月,在第24届全球超级计算机500强排行榜上(TOP500),安装于美国劳伦斯・利弗摩尔国家实验室的蓝色基因/L,达到70.7万亿次浮点运算速度,从而一举超越占据第一位3年之久的日本NEC公司每秒35.9万亿的“地球模拟器”,成为世界上最快的超级计算机。2005年11月14日,在第26届全球超级计算机TOP500排名上,蓝色基因更达到280.6万亿次浮点运算速度,遥遥领先,蝉联冠军。IBM全球副总裁伊尔文・伯格表示:“IBM一直致力于用创新技术推动行业发展,从蓝色基因超级计算系统性能的空前提升,可以看到IBM如何推动超级计算领域的高速发展,推动人类科学技术的进步。”

为IBM全球副总裁、技术泰斗、蓝色基因主要设计者、技术战略和创新部门总管伊尔文・伯格博士。

在现场,记者有幸目睹了神采奕奕的蓝色基因主机。蓝色基因系统由大量运算节点组成,采用IBMPowerPC嵌入式处理器、嵌入式DRAM和系统芯片技术,将1024个计算节点放在单一机架内进行密集封装。蓝色基因最高可以扩充到65536个计算节点(计131072颗处理器),即64个机架,其峰值速度可达367万亿次浮点运算,此外还有性价比高、耗电省、冷却好和占地小等特点。

目前,蓝色基因的应用包括:瑞士洛桑理工学院的“蓝色大脑”计划;美国国家大气研究中心仿真海洋、天气和气候现象及对农业、石油价格和全球变暖等的影响;此外还有流体力学、量子化学、分子动力学、气候建模、金融建模、生命科学、天文学和空间领域的研究等。

截至2005年11月,最新TOP500排名上,除蓝色基因/L占据第一外,排名第二的是IBM沃森蓝色基因系统,每秒91.29万亿次浮点运算;排名第三的是美国劳伦斯・利弗摩尔国家实验室的IBMASCPurple超级计算机,每秒63.39万亿次浮点运算;排名第四的是日本“地球模拟器”,每秒35.9万亿次运算能力。

另外,IBM在TOP500前10名中占据了5席,在前20名中占据8席,在前100名中占据49席,在前500名中占据219席。凭借52.79%的总超级计算能力,IBM获得全球超级计算领域的绝对领先地位。第二名为惠普,超级计算能力装机量总量为18.78%。欧洲最强大的两台超级计算机都是IBM系统,MareNostrum获得第八名,ASTRON荷兰获得第九名。

当前TOP500所有计算机采用的11大类处理器,可分成两大阵营,即标量处理器和向量处理器。相对而言,标量处理器占绝对主导地位。在标量处理器阵营内,大致又可以分成64位处理器和32位处理器两大类。Intel是32位处理器的主导者,其霸主地位巩固。但是,随着计算技术的发展,使用64位处理器已是大势所趋,64位处理器已成为兵家必争之地。目前TOP500中使用的64位处理器,主要有IBM公司的POWER处理器、Intel公司的Itanium2处理器和EM64T处理器、AMD公司的Opteron处理器及HP公司的PA-RISC处理器。

2004年6月,在第23届TOP500超级计算机排名中,中国曙光公司的曙光4000A以每秒11万亿次峰值速度列为全球第十,这是中国超级计算机得到国际认可的最好成绩。中国成为继美国、日本之后第三个跨越10万亿次计算研发、应用的国家。另外,据今年6月TOP500超级计算机排名,中国入选500强的超级计算机已经上升到19台,占世界500强的3.8%,仅列在美、德、英、日之后,是亚洲超级计算机增长最快的国家。但是,服务于上海超算中心的曙光4000A已从一年前的第10位,跌落到第31位。据曙光公司透露,目前国内科学家正在进行百万亿次超级计算机的项目研究,产品有望在2008年前推出。


2005中国超级计算机前100名排行榜制造商分布图

链接一:

全球超级计算机500强排行榜(TOP500),由美国田纳西州立大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室和德国曼海姆大学整理公布。TOP500每半年发布一次全球最新排名,是业界最著名、最权威的超级计算机排行榜。

链接二:

据日本共同社2005年7月27日报道,日本明年将着手建造全球最快的超级计算机,每秒运算1000万亿次,预计耗资800亿至1000亿日元。如果进展顺利,可于2010年完成。

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