天河二号
天河二号(简称:TH-2),是一組由中國人民解放軍國防科技大學研制的异构超级计算机,为天河一号超级计算机的后继。天河二號的組裝和測試由國防科技大學和浪潮集團來負責,於2013年底入駐位于廣東省廣州市的中山大学广州校区东校园内的國家超級計算廣州中心並進行驗收,2013年底交付使用後對外開放接受運算專案任務,用於實驗、科研、教育、工業等領域。[2]天河二號造價達一億美元,[3][4]整個系統佔地面積達720平方米。[5]天河二號於2013年6月起至2016年6月之前,為世界上最快的超级计算机[6]。目前,天河二号由国防科技大学和中山大学共同使用和维护。不過樹大招風,美國以擔心「天河二號」進行核子研究為由,禁止英特爾出口芯片給中國,此後中國展開了自主設計道路。[7]
啟用時間 | 2013年 |
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承建商 | 國防科技大學、浪潮集團、「863計劃」以及「核高基」 |
作業管理者 | 國家超級計算廣州中心 |
置放地點 | 中国廣東省廣州市 中山大学广州校区东校园 |
架構 | 英特爾處理器Xeon E5-2692 v2, 英特爾Xeon Phi協處理器/運算加速卡, 國產飞腾处理器1500[1] 麒麟作業系統 |
最大消耗功率 | 17.6MW (整機附帶散熱系統時為24MW) |
容積、佔地面積 | 720平方米 |
内部存儲器 | 1,375TiB (1,000TiB為系統記憶體,375TiB為協處理器獨占) |
外部存儲器 | 12.4PB |
運算速率 | 54.9PFLOPS(理論峰值) 33.86PFLOPS(實際峰值) |
造價 | 一億美元 |
用途 | 科學研究 |
硬體配置
天河二號的型号为TH-IVB-FEP,使用中央处理器神威太湖之光及协处理器天河二號的運算架構佈局:[8][2][9][10]
天河二號共有16,000個運算節點,每節點配備兩顆Xeon E5 12核心的中央处理器、三个Xeon Phi 57核心的协处理器(运算加速卡)。累计32,000颗Xeon E5主处理器和48,000个Xeon Phi协处理器,共312万个计算核心。
處理器
存儲器
主板、机架、机柜、運算陣列
前端处理器
- 计算节点前端处理器为4096颗中國國防科技大學研發的FT-1500 16核心SPARC V9架構的處理器,40奈米製程,運作時脈1.8GHz,熱設計功耗65瓦,峰值效能144GFLOPS。主要作運算任務排程管理之用。
连接性
- 其高速互聯架構使用光電混合傳輸技術(Optoelectronics Hybrid Transport Technology),以及自製的TH Express-2樹形主幹拓撲結構網路連線,以13個大型路由器通過576個連接埠以光電傳輸介質與各個運算節點互聯,控制器名為NRC,使用90奈米製程,單個控制器的資料吞吐量2.56Tbps,終端網路介面使用名為NIC的控制器,以PCI-E 2.0介面連結,資料傳送速率6.36GB/s。
軟體支援
- 麒麟作業系統、基於SLURM(Simple Linux Utility for Resource Management,資源管理用單一Linux公用程式)的全域資源管理。
- 在UbuntuOpenStack上運作的雲端運算系統、Ubuntu Juju雲端服務排程引擎以及基於Ubuntu Server為中國客制的Kylin Cloud Linux作業系統。在2014年5月已分配256個節點運行,未來將擴展至超過6400個節點。[16]
除作業系統以外,均由國防科技大負責開發的并行编程模型与框架、系统容错设计与故障管理軟體等。
性能
2013年6月,天河二号以峰值速度(Rpeak)每秒54,902.4TFLOPS(万亿次浮点运算)、持续速度(Rmax)33,862.7TFLOPS,超越泰坦超级计算机(Rpeak 27,112.5TFLOPS,Rmax 17,590.0TFLOPS),成为当時世界上最快的超级计算机。這個成績於2013年6月17日提交至TOP500。[17]實際上,在早前的運行測試中,僅使用16,000個運算節點中的90%,亦即14,336個節點,LINPACK運算速度就達到30.65PFLOPS的效能水準,超過前任「泰坦」的74%。[8]国际TOP500组织2013年11月18日公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单,“天河二号”以比第二名美国的“泰坦”快近一倍的速度登上榜首。[18][17]
同樣在2013年6月,天河二號以2,061GTEPS的成績在Graph500上排名第六。Graph500是一個對超級電腦的資料密集型運算處理效能進行的一個排行榜,在此榜單上排位第一的是IBM紅杉,成績是15,363GTEPS[19]。
意義及用途
電機電子工程師學會認為天河二號的落成以及重登TOP500第一「標誌著中國堅定承諾將在超級電腦領域發起一輪軍備競賽」。[20]在当时的TOP500中,中華人民共和國擁有66組超級電腦,僅次於美利堅合眾國的252組系統。[21]TOP500排行榜主要编撰人之一、美国田纳西大学计算机学教授杰克·唐加拉对新华社记者说:“‘天河二号’是一个非常强大的计算系统,它在第一名的位置上再占据一年时间,我也不会感到惊讶。」[22]
就技術性意見而言,天河二號的工程新聞發言人李楠認為,因為中國大陆自家研發的處理器和英特爾的處理器存在軟體相容性問題,而且兩者之間的效能差距有目共睹,因此運算節點仍不得不使用英特爾的處理器,而並行運算系統也需不時地進行最佳化改進。[3][4]
天河二號投入使用後將用於科學研究、工業設計等目的(包括计算化学[23]、生命科學、材料科學、大氣科學、地球物理、宇宙、經濟學、大型基因組分析組合、基因測序、環境污染治理等等),對外開放接受運算專案任務,主要為中國大陸、港澳地區等地提供高效能運算服務,[24][8]也會與國際上的其它科學研究機構合作並提供運算資源。[25]也會承接來自中華人民共和國政府的一些國家安全資訊的處理任務。[26]
正式運行以後有120多家使用者提供超過300項運算專案,其中有:[25]
参考文献
- . [2018-05-20]. (原始内容存档于2021-01-13).
- . [2013-06-17]. (原始内容存档于2013-06-11).
- “天河二號”耗資約1億美元 應用能力與美國差距大 (页面存档备份,存于) - 新浪
- “天河二号”耗资约1亿美元 应用能力与美国差距大 (页面存档备份,存于) - 鳳凰網
- 天河二號成最快超級計算機 比第二名快近一倍 (页面存档备份,存于) - 新華網
- 中国超级计算机天河二号重返世界之巅 (页面存档备份,存于),亚太日报,2013年6月18日
- . [2021-04-14]. (原始内容存档于2021-04-26).
- 中国天河2号超级计算机刷新世界记录 (页面存档备份,存于) - jandan.net 煎蛋
- . [2013-06-17]. (原始内容存档于2013-09-28).
- 天河二號Intel inside 國產CPU僅佔1/8 - sharpdaily.hk
- . HPCwire. 2017-09-25 [2019-04-09]. (原始内容存档于2020-12-01) (美国英语).
- . en.wikichip.org. [2019-04-09]. (原始内容存档于2019-07-19) (英语).
- . news.mydrivers.com. [2019-04-13]. (原始内容存档于2020-01-31).
- 中国新闻网. . [2014-08-26]. (原始内容存档于2022-03-21).
- . [2014-08-26]. (原始内容存档于2019-06-06).
- 驱动之家. . cnbeta. [2014-08-26]. (原始内容存档于2015-09-23).
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- . [2014-08-26]. (原始内容存档于2016-04-12).
- . Graph 500. [June 19, 2013]. (原始内容存档于2013年6月21日).
- Davey Alba. . IEEE Spectrum. June 17, 2013 [June 19, 2013]. (原始内容存档于2013-12-11).
- . TOP500. [17 June 2013]. (原始内容存档于2013-06-14).
- 中国“天河二号”蝉联全球最快超级计算机 (页面存档备份,存于),科学网转自新华社2013-11-19
- Chen, Xin; Jørgensen, Mathias S.; Li, Jun; Hammer, Bjørk. . Journal of Chemical Theory and Computation. 2018-06-13. ISSN 1549-9618. doi:10.1021/acs.jctc.8b00149 (英语).
- 中国新闻网. . [2014-08-26]. (原始内容存档于2019-06-09).
- 新华社. . cnbeta. [2014-08-26]. (原始内容存档于2014-08-27).
- Dongarra, Jack. (PDF). Netlib. June 3, 2013 [June 17, 2013]. (原始内容存档 (PDF)于2013-06-12).
外部链接
YouTube上的军事科技 揭秘“天河二号”超级计算机,始於0分24秒(中文)
- Jack Dongarra: Visit to the National University for Defense Technology Changsha, China (页面存档备份,存于)
- 10万颗Xeon Phi 天河二号要做全球第一 (页面存档备份,存于)
- 中國“天河二號”成為全球最快超級計算機(2013/11) (页面存档备份,存于)
- 中國天河二號運算效能大幅超越目前超級電腦冠軍
- 央視-中國天河2號2014年三度成全球最快超級計算機 (页面存档备份,存于)
- 中國天河二號成全球最快計算機 速度超亞軍1倍 (页面存档备份,存于)
紀錄 | ||
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前任者: 泰坦 |
世界最强的超级计算机 2013年6月 – 2016年6月20日 |
繼任者: 神威·太湖之光 |
中华人民共和国国家超级计算中心 | ||||
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国家超級計算中心 | 地點 | 啟用時間 | 部署機型 | 共建單位 |
天津中心 | 天津市 | 2009年10月 | 天河一号、天河三号原型机 | 国防科技大学 · 滨海新区政府 · 天津经济技术开发区管委会 |
深圳中心 | 廣東省深圳市 | 2009年 | 曙光星云 | 中科院计算所 · 中科曙光 · 深圳市政府 |
长沙中心 | 湖南省長沙市 | 2011年 | 天河一号 | 国防科技大学 · 湖南大学 · 湖南省政府 |
济南中心 | 山東省濟南市 | 2011年 | 神威蓝光、神威E级原型机 | 山东省科学院 · 山东省计算中心 |
广州中心 | 廣東省廣州市 | 2013年 | 天河二号、天河星逸 | 国防科技大学 · 中山大学 · 广州市政府 · 广东省政府 |
无锡中心 | 江蘇省無錫市 | 2015年12月 | 神威·太湖之光、神威·海洋之光(存疑) | 清华大学 · 国家超级计算无锡中心 |
郑州中心 | 河南省郑州市 | 2020年11月 | 嵩山 | 郑州大学 |
昆山中心 | 江蘇省昆山市 | 2020年11月 | 未知 | 未知 |
成都中心 | 四川省成都市 | 2021年6月 | 未知,疑为曙光硅立方 | 未知 |
西安中心 | 陕西省西安市 | 2022年7月 | 秦岭 | 未知 |
太原中心 | 山西省太原市 | 2022年4月 | 太行一号 | 山西云时代公司 · 山西大学 |