|
【PConline 资讯】全球超级计算机TOP500是以Linkpack浮点计算能力来排位的，现在全球最快的超级计算机，已经达到了16.32PFLOPS的浮点峰值计算能力。16.32PFLOPS是一个什么计算速度呢，用现在常见的手持计算器作对比，67亿个人用手持计算器连续计算320年的工作量，IBM Sequoia只需一个小时就能完成。
根据之前的规律，预计到2020年，这一数值将达到1百亿亿次，在描述超级计算机系统的性能时，往往会用到Linkpack浮点计算能力，然而其他数据，却也能说明超算的发展趋势，接下来就来从性能、CPU、架构、系统等诸多方面，来看看如今的超级计算机。
超级计算机浮点计算
提到超级计算机，首先联想到的是其无以伦比的计算能力，TOP500也是以Linkpack浮点计算能力来排位的，经历了半个多世纪的发展，如今计算机的计算能力已经到了10PFLOPS的级别，IBM Sequoia（红杉）超级计算机以16.32PFLOPS的浮点峰值计算能力，打破日本K Computer的10.51PFLOPS的前世界第一记录。>> 全球超级计算机军备竞赛 美日中三方混战 斥资1亿 台湾气象局购日本京超级计算机 16千万亿次 IBM Sequoia超算击败日本京 如果您有什么服务器问题，请点击以下链接，进入PConline产品论坛讨论： 国外网站做过一个统计，收集了计算性能提升千倍的时间及相关超级计算机的费用。
从上图可以看到，超级计算机的峰值浮点计算能力从百万次开始，每提升千倍大概需要11或者12年的时间。按照这个速度，超级计算机首次超过千万亿次是在2008年，提升千倍达到百亿亿次的时间很可能是在2020年左右。 也许这个统计过于粗糙，下面来看TOP500官方给的峰值浮点计算能力发展趋势图。
TOP500官方统计了从1993年第一期TOP500以来的超级计算机首位和末位的峰值计算能力，并且给出了500台全球最快超级计算机总的计算能力。 93年初第一期TOP500中，当时最快的超级计算机是59.7GFLOPS，而0.4GFLOPS则是可以搭上TOP500的末班车，当时TOP500总的计算能力也仅是1.17TFLOPS，要是在05年，TOP500中排在最后一位的超级计算机都比这一数值要高，可见超级计算机的发展有多快。 到了2012年6月份第39期的TOP500中，61TFLOPS是入围的最低要求。最快的超级计算机已经达到了16.32PFLOPS，而TOP500总的峰值计算能力已经突破100PFLOPS达到123PFLOPS。
最后来看峰值计算能力的发展趋势预测，从图上画出的预测线可以看到，在2015年左右，TOP500总的峰值浮点计算能力将超过1EFLOPS(每秒1百亿亿次)，而最快超级计算机到2019年有望突破1百亿亿次大关，这与之前预测2020年相差不大。并且，到2020年，如果没有10PFLOPS，入围TOP500都有困难，也就是说，现在排名第二的日本K Computer放到2019年，也只是能勉强排在500位。 而现在目前排在前5位的超级计算机，能够入围2019年的TOP500也就是前两位。>> 超级计算机架构 看过计算性能，下面就来看看超级计算机的架构。
从上图的TOP500超级计算机架构比例分配变化图，可以看到，目前超级计算机的机构主要有两种，一个是CLUSERS(集群架构)，另外一个是MPP（大规模并行处理系统架构）。在2012年6月份的TOP500中，CLUSERS架构的超级计算机占了407台，而剩下的93台都属于MPP架构。 从性能上看，CLUSERS架构与MPP架构没有什么巨大差别，在第39期TOP500前十中，CLUSERS架构占据了2、4、6、9、10的位置，而MPP架构则是占据了1、3、5、7、8的位置。 MPP架构系统是由许多松耦合处理单元组成，每个处理单元内的CPU都有自己独立的内存总线、内存、硬盘等。CLUSERS集群简单的说就是通过局域网将电脑连接在一起协同工作。 超级计算机架构的发展趋势，在20世纪末期，集群的超级计算机基本没有，或者说未能入围TOP500，那时候最多的是SMP(对称多处理机架构)和MPP。不多步入21世纪，集群架构迅猛发展越来越受欢迎，03年下半年，集群架构的超级计算机就已经占据超过TOP500一半的份额。直到2010年，集群超级计算机在TOP500中的扩张才有所减缓。 目前排位第一的IBM Sequoia以及排位第三的IBM Mira等属于IBM蓝色基因超级计算机系列都属于MPP架构，我国目前的天河也是属于MPP架构。集群架构超级计算机的代表则是日本K Computer、IBM SuperMUC、Jaguar（美洲豹）等，我国的集群超级计算机的代表则是位于深圳超算中心的曙光星云。>> 超级计算机处理器 说完了计算性能和系统架构，最后来看看被称为计算机大脑的CPU。现在的超级计算机CPU主要是Intel、AMD以及IBM三分天下。
目前Intel处理器占据着超级计算机CPU市场75%左右的份额，AMD占据约15%，剩下的10%则是IBM。这也反应了在整个CPU的市场英特尔一家独大的市场格局。
不过在TOP500前十中，则是IBM与英特尔两强争霸的局面。IBM和英特尔各占4席，剩下的是AMD以及并不多见大的甲骨文的Sparc处理器。 我国在超级计算机上，也有着自主CPU，先排名第五的天河一号A，虽然整体上采用的英特尔CPU，但是还采用了国防科大研制的飞腾-1000处理器。 而在去年的神威蓝光则是首台全部采用中国国产CPU构建的千万亿次超级计算机系统，神威蓝光高效能计算机，由国家并行计算中心研制，按照MPP万万亿次架构设计，处理器采用的8704片16核的申威1600，峰值计算速度达到每秒1100万亿次浮点计算，持续计算能力为738万亿次。其最大特点是核芯处理器全部采用国产CPU申威1600处理器。 全文总结 超级计算机的发展，代表着一个国家计算机研究的最高水平，从多方面的预测可以看出，2015年，超级计算机将突破20PFLOPS的大关，而到2020年左右，最快超级计算机将进入百亿亿次的水平。而从架构上来说，CLUSTERS和MPP将继续唱主角，最后在超级计算机CPU上，短期内英特将继续强势，不过IBM以及AMD会继续侵蚀英特尔的优势。[返回频道首页] |
正在阅读：1小时等于67亿人320年 全球超算发展展望1小时等于67亿人320年 全球超算发展展望
2012-06-28 15:10
出处：PConline原创
责任编辑：xiongxuehui
