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星云超级计算机核心处理器

2010-06-03

       世界最快的超级计算机在中国?据专家说法,该套“理论上”全球速度最快的超级计算机座落于深圳,采用Intel与Nvidia的处理器,除了显示中国科技实力的上升,也反映了在目前高性能、但功耗相对较低的系统中,绘图处理器占据越来越重要的地位。

      该命名为“星云(Nebulae)” 的超级计算机,由本土厂商曙光(Dawning Information Industry)的TC3600刀锋服务器所组成,是第三套打破全球千兆次浮点运算(petaflops)速度纪录的系统。不过在最新版(在5月31于德国Hamburg举行的国际超级计算机会议上发表)的全球前五百大超级计算机排行榜(Top 500 Supercomputers)上排名第二。
 
     “星云”在Linpack测试中的效能表现为每秒1.271 petaflops,略逊于美国能源部旗下橡树岭国家实验室(Oak Ridge Lab)所有的超级计算机“Jaguar”的每秒1.75 petaflops。不过由美国厂商Cray所打造、采用AMD六核心处理器Istanbul的“Jaguar”,理论峰值为每秒2.3 petaflops,逊于“星云”每秒2.98 petaflops的理论峰值。
 
      设置于深圳中国国家超级计算机中心(National Supercomputing Centre)的“星云”,采用Intel的X5650处理器,搭配Nvidia的Tesla C2050绘图处理器做为加速器。Intel与Nvidia最新款处理器的结合,是让该系统具有优异效能的主要因素。而Nvidia绘图处理器省电表现也较佳,配备了4,640颗Tesla芯片的“星云”功耗仅2.55MW,低于“Jaguar”的7MW。
 
     根据最新资料,目前全球前五百大超级计算机的平均功耗为397 Kilowatts,平均电源效率则为195 Mflops/Watt,较一年前的150 Mflops/Watt改善不少。在该排行榜上,电源效率最佳的系统都是使用绘图处理器;而由搭载IBM PowerXCell 8i处理器之刀锋服务器组成的“QPace Cluster”,电源效率则为774 Mflops/Watt。
 
     打造“星云”超级计算机的曙光,是一家成立于1993年、专攻高阶计算机的厂商;在成立之初,该公司采用Motorola 88000为基础的系统,运算性能为每秒640 megaflops,该公司最新的4000与5000系列产品,则是采用AMD的Opteron系列处理器。
 
     过去曙光曾透露,该公司未来的系统将采用中国设计的龙芯处理器Loongson 3;该款芯片拥有十六核心、8 Mbytes L2高速缓存。不过曙光到目前为止还没发表该新系统。
 
     中国还有另一套设置在天津国家超级计算机中心的系统“天河一号(Tianhe-1)”,其结构也与“星云”类似;“天河一号”采用成对的AMD绘图处理器做为加速器,与Intel处理器搭配,目前在全球前五百大超级计算机排行榜上位居第七。“天河一号”的每个节点,都是两颗AMD绘图处理器与两颗Intel Xeon处理器搭配的架构。
 
     “星云”与“天河一号”的性能表现,让中国在全球五百大超级计算机排行榜中的已安装系统性能表现(installed performance)达到9.2%,虽然该数字仍远低于美国的55.4%,却超越欧洲与其他亚洲国家。目前在全球前五百大超级计算机中有24套系统是中国所有,与德国并列全球第四,但后者的超级计算机数量却一直在减少。
 
    至于全球前五百大超级计算机的处理器供货商,仍由Intel独占鳌头;总共有408套系统是采用Intel处理器(占81.6%),该数字优于半年前的402套(80.4%)。最新数据亦显示,Intel的最新一代服务器芯片 Core i7 (代号Nehalem-EP),在全球五百大超级计算机中的渗透率逐渐上升,进驻系统数达到186台;该数字在六个月前则为95台。
 
    AMD的Opteron则是排名第二的超级计算机常用处理器,占据其中47套系统(占有率9.4%),也高于半年前的42套。IBM的Power系列处理器则排名第三,在其中占据42套系统(占有率84%),较先前的52套系统减少。
 
     四核心处理器在五百大超级计算机中占据425套系统,剩余的25套系统才是采用六核心以上处理器;不过后者的渗透速度预计会加快。
 
      以供货商来看,IBM在全球前五百大超级计算机中以198套系统排名第一(占有率39.8%),险胜HP的185套系统(37%);在六个月前,HP则是以210套系统(占有率42%)领先IBM的186套系统(占有率37.2%)。另外第三、四、五名供货商则依次为Cray (占有率4.2%)、SGI (占有率3.4%)与Dell (占有率3.4%)。
 
     IBM亦以33.6%的已安装系统性能表现总值(installed total performance),胜过HP的20.4%;不过这两家厂商该项表现数字这次都有退步,六个月前分别为35.1%与23%。另外在全球前五百大超级计算机中,有424套系统是采用丛集架构(cluster architectures)。最多系统采用的互连技术则为Gigabit Ethernet,共有244套;其次为InfiniBand的205套。
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