“天河一号”全方位揭秘

　　新华网长沙10月29日电（记者白瑞雪　喻菲　王玉山）中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际，计算机专家对这台全方位的结构、特点与功能进行了全方位解读。

　　峰值性能1206万亿次是质的飞跃

　　2008年9月下线的中国第一台超百万亿次超级计算机“曙光5000A”，运算峰值速度为每秒230万亿次。一年后，随着“天河一号”研制成功，中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒1206万亿次。

　　这个数字意味着，“天河一号”计算一天，一台配置Intel　双核CPU、主频为2．5GHz的微机需要计算160年。就共享存储总容量而言，“天河一号”的存储量相当于4个藏书量为2700万册的国家图书馆。

　　“我听到"天河一号"研制成功的消息时很震惊，我们原来预计千万亿次的计算机要到2010年底才在中国出现。”中国科学院软件所研究员张云泉说，“这是我国高性能计算机发展史上新的里程碑。”

　　高性能计算机又称巨型计算机或超级计算机。在超级计算机不断提高运算速度的过程中，千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。

　　美国早在上个世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标，直到2007年才实现。截至2009年6月，世界上仅有3台千万亿次的计算机。

　　“国际计算机界认为，从百万亿次提升到千万亿次是一个质的变化，不可能通过单纯扩大规模来实现，而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说，“天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构，从而实现了系统性能的提升。

　　窦文华认为，这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力，将会成为下一代高新计算机的主流结构。

　　千万亿次计算机的出现，为中国高科技计划的实施提供了一个更为广阔的平台。

　　“某些领域的现实需求，已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说，气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此，“天河一号”投入使用后，必将推动科学研究的速度。

　　七大技术四大特点打造“中国第一”

　　一台千万亿次的“天河一号”，是否等于10个百万亿次巨型机之和？中国科学院院士周兴铭说，系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。

　　“如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统，功率会大得惊人，用户可能连电费都付不起，同时机器的可靠性很低，根本无法稳定工作。表面上看"干活"的器件多了，结果却是"三个和尚没水吃"。”周兴铭说，“天河一号”采用7项关键技术，使得“一加一”的结果尽量接近“二”，从而发挥出机器最大的整体效能。

　　这7项技术包括：多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。