國產(chǎn)Linux超算高中“榜眼”盤點(diǎn)全球前三名超算
2010年全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500排行榜在今年6月份公布了，今年的三甲分別是Jaguar、曙光星云和Roadrunner。今年讓國人特別激動(dòng)的是曙光的“星云”擠入第二名。可以注意到的是，這前三款超級(jí)計(jì)算機(jī)使用的都是Linux操作系統(tǒng)，那么究竟2010年的前三名超級(jí)計(jì)算機(jī)是什么樣的呢？一起來看看吧。
根據(jù)TOP500資料顯示，目前全球500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)有282部在美國，114部在歐洲(其中英國擁有38部，法國擁有29部，德國擁有24部)，24部在中國，18部在日本，5部在印度。從整個(gè)操作系統(tǒng)占有比例上可以看出，Linux幾乎獨(dú)占了HPC超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域。至2010年6月為止的數(shù)據(jù)顯示，Linux所占的比例達(dá)91%。
◆2010年全球500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)分布圖
◆2010年6月全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500操作系統(tǒng)家族排行版
◆2009年6月全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500操作系統(tǒng)家族排行版#p#
第一名：Cray的美洲豹“Jaguar”
位列2010年高性能計(jì)算機(jī)Top 500第一名的超級(jí)計(jì)算機(jī)仍然是去年Top 500 12月份的冠軍——來自Cray的美洲豹“Jaguar”，憑借1.759PFlop/s(每秒1759萬億次)的計(jì)算能力傲視群雄。從官方公布的數(shù)字來看，“Jaguar”采用了224162個(gè)處理器核心。該款超級(jí)計(jì)算機(jī)位于美國田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室，主要用于武器模擬。Jaguar使用的操作系統(tǒng)是UNICOS/lc，這是結(jié)合Linux服務(wù)節(jié)點(diǎn)和Catamount微核計(jì)算節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)?！?/p>
◆圖：美國強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)Jaguar
Jaguar(美洲豹)是一臺(tái)結(jié)合XT3和XT4系統(tǒng)Cray XT系統(tǒng)。是美國國家領(lǐng)導(dǎo)的主要計(jì)算設(shè)備(NLCF)。
目前Jaguar裝有11706個(gè)處理器節(jié)點(diǎn)，其中，有11508個(gè)是計(jì)算機(jī)配置節(jié)點(diǎn)，主要提供I/O和登錄服務(wù)。而且每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)包含2.6GHz的雙核AMD皓龍?zhí)幚砥骱?GB的內(nèi)存。該服務(wù)器節(jié)點(diǎn)包含2.6 GHz雙核ARM皓龍?zhí)幚砥骱?GB內(nèi)存。整個(gè)系統(tǒng)提供超過119萬億次的浮點(diǎn)運(yùn)算和大約46萬億字節(jié)的內(nèi)存總量峰值性能。此外，該系統(tǒng)為其文件系統(tǒng)提供約600個(gè)緩存磁盤空間。
Jaguar系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是通過 Hypertransport技術(shù)連接到Cray Seastar路由器中，而Seastars路由使用的是一個(gè)三維環(huán)面的拓?fù)浠ヂ?lián)結(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有高帶寬、低延遲、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。
Jaguar速度是1750萬億次，普通的計(jì)算機(jī)要花費(fèi)多久時(shí)間來完成這個(gè)計(jì)算呢 ?
上圖給了一個(gè)很直觀的演示，Jaguar運(yùn)行1秒鐘，普通PC需要運(yùn)行10小時(shí) (相當(dāng)于從倫敦坐飛機(jī)到墨西哥的時(shí)間)。Jaguar運(yùn)行1分鐘，普通PC需要運(yùn)行25天(相當(dāng)于從約翰歐格羅斯步行到加拿大蘭茲角所花的時(shí)間)。Jaguar運(yùn)行1小時(shí)，普通PC需要運(yùn)行4年(這個(gè)相當(dāng)于兩屆世界杯間隔時(shí)間)。Jaguar運(yùn)行1天，普通PC需要運(yùn)行100年(100年的時(shí)間都可能收到女皇的電報(bào)了)。#p#
第二名：曙光“星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)
2010年全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500排行榜上中國有兩臺(tái)進(jìn)入前十名，居世界超級(jí)電腦500強(qiáng)第二位的是曙光“星云”，位于深圳國家超級(jí)計(jì)算機(jī)中心，運(yùn)算速度1270萬億次。而位列第七的是“天河一號(hào)”。這樣的好成績標(biāo)志著我國生產(chǎn)、應(yīng)用、維護(hù)高性能計(jì)算機(jī)的能力已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，對(duì)中國高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展具有劃時(shí)代的意義。
“星云”是由TC3600系列計(jì)算刀片搭建、使用了英特爾至強(qiáng)5650處理器和Nvidia Telsa的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它是目前為止中國超級(jí)計(jì)算機(jī)在Top500榜單上的最高名次的高性能計(jì)算機(jī)。
“星云”是目前中國實(shí)測(cè)性能超過一千多萬億次的首臺(tái)商用高性能計(jì)算機(jī)，其峰值運(yùn)算速度可達(dá)每秒3000萬億次，實(shí)測(cè)Linpack性能達(dá)到每秒1271萬億次。除了超強(qiáng)計(jì)算能力，它還擁有超高密度、超高性價(jià)比、超低功耗以及超廣泛應(yīng)用等特點(diǎn)。該款計(jì)算機(jī)采用的也是Linux操作系統(tǒng)。
◆曙光“星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)
◆曙光“星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)
曙光公司成立于1995年，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，構(gòu)建了集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造于一體的服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈。2008年，該公司推出了我國首款百萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)曙光5000A，并在當(dāng)年發(fā)布的全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500排行榜上躋身世界超級(jí)計(jì)算機(jī)第十位。#p#
第三名：IBM “Roadrunner”超級(jí)計(jì)算機(jī)
排名第三的是IBM的“Roadrunner ”走鵑超級(jí)計(jì)算機(jī)，目前位于美國新墨西哥國家實(shí)驗(yàn)室。主要用于實(shí)驗(yàn)研究工作。Roadrunner使用操作系統(tǒng)還是開源Linux操作系統(tǒng)——Red Hat。Roadrunner將主要用于確保國家核武器儲(chǔ)備的安全問題。此外，它還用于天文，能源，人類基因組科學(xué)和氣候變化的研究。
◆IBM的“Roadrunner ”走鵑超級(jí)計(jì)算機(jī)
2006年，美國能源部國家安全管理局選定洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室作為IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)Roadrunner的研發(fā)實(shí)驗(yàn)基地。Roadrunner(走鵑)是以新墨西哥的州鳥的名字命名的，花費(fèi)了大約1億美元的成本。Roadrunner經(jīng)過三個(gè)階段的研究才完成得，它是世界上第一個(gè)“混合”超級(jí)計(jì)算機(jī)。每秒鐘可以完成一千萬億次計(jì)算。Roadrunner的速度是IBM位于勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的Blue Gene system中運(yùn)行最快計(jì)算機(jī)的2倍。
Roadrunner是世界上第一臺(tái)混合超級(jí)計(jì)算機(jī)。其早期設(shè)計(jì)主要使用Cell寬帶引擎 ，最初主要是為索尼Playstation 3 這類視頻游戲平臺(tái)而設(shè)計(jì)的，主要結(jié)合X86處理器和AMD。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，Roadrunner連接了6562個(gè)雙核ARM Opteron 芯片和12,240個(gè)Cell芯片，它是基于IBM QS22刀片服務(wù)器模型。Roadrunner計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有98萬億字節(jié)的內(nèi)存，并存放在一個(gè)278個(gè)冰箱大小的機(jī)柜中，而IBM BladeCenter大約要占領(lǐng)5200平方米英尺的空間，總共有1萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，其全部無線帶寬和千兆以太網(wǎng)共需要55英里的光纖電纜。Roadrunner重達(dá)500000英鎊。參與到Roadrunner項(xiàng)目中的公司和技術(shù)包括：Emcore(安科), Flextronics(偉創(chuàng)力), Mellanox and Voltaire。
Roadrunner有一個(gè)特別的“三刃”配置，是由兩個(gè)IBM QS22刀片服務(wù)器和一臺(tái)IBM LS21刀片服務(wù)器合并而成的，每個(gè)三刃每秒鐘就可以運(yùn)行400億次計(jì)算。而且整個(gè)機(jī)器就包含有3060個(gè)“三刃”配置，這些全部都是由IBM羅徹斯特工廠生產(chǎn)的。
這臺(tái)機(jī)器的構(gòu)建和測(cè)試都是在IBM紐約的Poughkeepsie工廠，這里是1990年美國政府創(chuàng)立ASCII系列超級(jí)計(jì)算機(jī)的基地。
與很多傳統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)相比，Roadrunner的混合設(shè)計(jì)方式具有較小的能源(2.34兆瓦)和世界領(lǐng)先的效率——每瓦4.37億次計(jì)算。IBM認(rèn)為Roadrunner絕對(duì)可以冠上“綠色的超級(jí)計(jì)算機(jī)”的名號(hào)。
IBM目前也正在為Roadrunner研究新的軟件，Roadrunner的一個(gè)重要目標(biāo)就是讓其混合超級(jí)計(jì)算能力服務(wù)于商業(yè)應(yīng)用。通過和企業(yè)和學(xué)術(shù)伙伴合作，開發(fā)一個(gè)開源的生態(tài)系統(tǒng)，為金融計(jì)算、能源勘探和醫(yī)療成像等提供重要服務(wù)。
【編輯推薦】
