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中国“天河一号A”屈居亚军 中国的“天河一号A”依然位列亚军，性能上完全不变，最大性能只有“京”的24.4％。事实上，除了一路狂奔的“京”之外，从第二名到到第十一名都没有丝毫变化。这种沉寂在高性能计算历史上实属罕见，TOP500总编辑ErichStrohmaier也表示：“自从1993年我们第一次发布(超算)排行榜以来，这是第一次前十名纹丝不动。”
从官方公布的资料来看，“天河一号”在结构上包括了的硬件系统包括计算阵列、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。 而在具体参数上，这款超算计算阵列有2560个计算结点，每个计算结点集成2个Intel CPU，配32GB内存；服务阵列配备了512个服务结点，每个服务结点含2个Intel EP CPU、32GB内存；加速阵列使用了2560个加速结点，每个加速结点含2个AMD GPU、 2GB显存。
而除此之外，“天河一号”采用两级Infiniband QDR互，单个通信链路的通信带宽为40Gbps、延迟1.2μs的互联通信子系统，磁盘容量1PB的I/O存储子系统，另外其好配备有采用分布式集中管理结构，实现全系统的实时安全监测、系统控制和调试诊断等功能的监控系统。 除了硬件之外，作为一款超级计算机，没有软件系统的支撑其很难发挥自身的潜力，因此“天河一号”也配备了功能完善的软件系统。“天河一号”的软件系统包括操作系统、编译系统、资源管理系统和并行程序开发环境等四部分组成。
操作系统：操作系统采用64位Linux，面向高性能并行计算、支持能耗管理、虚拟化和安全隔离等进行了针对性设计。 编译系统：支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言，支持OpenMP、MPI并行编程，提供异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力。 资源管理：提供全系统资源统一视图，实现多策略资源分配与作业调度，有效提高资源利用率和系统吞吐率并行程序开发环境并行程序开发环境提供一体化图形用户界面，支持应用程序的调试和性能分析。 在“天河一号”的身上，我们可以找到不少的兴奋点，不仅仅是高达千万亿次的峰值运算性能，更有CPU+GPU的异构设计，近年来，GPU 得到了高速的发展，其适合于并行数值计算的特性使得高性能计算领域对其一直看好，而在此基础上发展起来的GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units) 更是由于强大的并行处理能力和可编程流水线使得其在面对单指令流多数据流（SIMD）且数据处理的运算量远大于数据调度和传输的需要时能够取得远超传统CPU的性能，这一点在“天河一号”上就体现的非常明显。
从上面的配置图中我们可以看到，“天河一号”的加速系统使用了2560块AMD Radeon HD4870X2显卡，5120颗运行在575MHz的RV770 GPU，每颗GPU拥有1GB GDDR5内存。 575Mhz下的4870X2理论双精度浮点能力为0.575*2*800/5*2=368Gflops，2560片能提供942.08TF的理论双精度运算能力，而根据官方提供的46.7%的系统效率以及563100.00Gflops的Linpack值，我们不难得出“天河一号”的理论运算值为563100.00/0.467≈1205781.58Gflops，这也基本就是官方公布的系统峰值，两者相除我们不难看出GPU在整个系统中提供了78%的运算能力。而剩下的5120颗至强E5540与1024颗至强E5450所提供的理论运算能力仅为2.53*4*4*5120+3.0*4*4*1024=255680.96Gflops。 GPU强大的并行运算能力从这里可以看的一清二楚，而这一点也完全可以从GPU与CPU的对比中看得非常清楚，CPU由于架构的原因以往一直都通过提升制程工艺和主频上来下手，但这迟早会遇到壁垒，而于此同时GPU却的性能以每年2.8倍的速度增长。 而在CPU与GPU的性能比较方面，如果说CPU一条单车道公路，一次只能走一辆车的话，GPU就是拥有多个车道的高速公路，正式大量并行的结构使得其在浮点运算方面拥有了非常块的速度，而在GPU基础上发展起来的GPGPU（通用图形处理器）很好地继承了这一优点，其具有比CPU高一个数量级的浮点性能，因此在注重运算速度高性能领域被格外看好。 >>
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2012-01-10 18:31
出处：PConline原创
责任编辑：xujian1
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