天河二号超级计算机的详细数据
在17年10月20110公布的超级计算机500强排行榜中，中国天河二号连续第四次夺冠，比第二名美国泰坦快了近一倍。2015年5月，在天河二号上成功进行了中微子和暗物质3万亿粒子的宇宙学N体数值模拟，揭示了BIGBANG从16百万年到现在的漫长演化过程。同时，这也是迄今为止世界上粒子数最多的n体数值模拟；165438+10月16日，世界超级计算机500强榜单在美国揭晓，“天河二号”超级计算机以每秒3.386万亿次连续第六次蝉联超级计算机。2016年6月20日，新一期世界超级计算机500强榜单公布，中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”，荣登榜首。2018 165438+10月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超级计算机“天河二号”位列第四。
基本介绍中文名:天河二号、TH-2 mbth:天河二号、Milkyway-2属性:超算开发国家:中国开发机构:中国国防科技大学发表日期:2065 438+2003年5月世界排名:第四(截至2065 438+08 165 438+10月13)地点:中山大学广州超算中心用户:广州超算中心。组成结构，技术参数，型号，处理器，前置机，存储，主机，连接，操作系统，能耗，主要特点，主要性能，应用领域，研究历史，前景，荣誉，排名第一，第二，第三，第四，第五，第六，让位于神威，第二，第四。天河二号由65，438+06，000个节点组成，每个节点有2个基于Ivy Bridge-E至强E5 2692的处理器和3个至强phi，共有32，000个Ivy Bridge处理器和48，000个至强phi，共有365，438+020，000个计算核心。每个Xeon Phi使用57个核心而不是全部61，因为使用61在运算周期的协调上会有问题，而使用57个核心可以加速4个执行线程，每个线程单周期的运算量可以达到4Gflops。运行在1.1GHz的至强融核可以产生65438。如果考虑CPU，2个Ivy Bridge * 0.2112个TFlop/s+3个Xeon Phi * 1.003个TFlop/s = 3.431个Tflops，2个Ivy Bridge+9个Xeon Phi的单个节点可以有3.4365438+。每个计算节点有256GB主内存，每个Xeon Phi有8GB板载内存，所以每个节点* * *有88GB内存，总共16000个节点* *有1.404 PB内存，外存容量高达12.4PB，天河二号每块主板有2个计算节点。每个计算节点的主板分为两部分，一部分是CPU，一部分是APU。CPU有4个核心Ivy Bridge、内存和一个至强融核协处理器，而APU基板带有5个至强融核协处理器。CPU和APU之间有5个水平插入的连接端口，通过Ivy Bridge内置的PCI-E 2.0连接。虽然Ivy Bridge内置了PCI Express 3.0接口，但是Xeon Phi只支持2.0，单通道的带宽是10Gbps。计算节点的前端处理器为4096 FT-1500处理器。FT-1500处理器是国防科技大学为天河1研制的，可以说是天河1项目最大的收获。是一款Sparc V9架构处理器，核心为16，在40nm工艺条件下运行频率为65430。峰值性能144 Gflops/s，功耗65W。但与采用Intel 22nm 12 core 2.2 GHz 211 gflops/s性能的Ivy Bridge相比，仍有明显差距。天河二号的互联采用自主研发的Express-2内部互联网，有13个交换机，每个交换机有576个连接端口。连接介质为光电混合。具体控制器为ASIC专用集成电路名为NRC，采用90nm工艺，封装尺寸为17.16x 17.16mm，* *有2577个引脚。单个NRC的吞吐量为2.56Tbps，在终端侧，网络接口也采用了类似结构的NIC，但规模稍小，为10.76x10.76mm，675pin。采用PCIE 2.0连接，传输速率6.36GB/s，延迟也是在12000节点的情况下。只有85美元。计算能力方面，LINPACK测试理论性能为49.19Pflops，实际测试性能为30.65Pflops，效率为62.3%。这个效率不高，优化潜力很大。当然，也可能受限于带宽不足，至强融核只支持PCI Express 2.0。以上测试使用了16000个节点中的14336个节点，使用了90%的规模，基本代表了天河二号的整体性能。天河二号的性能组件(处理器、内存、互连)整体功耗为17.6MW，而整体计算能力为30.65PFlops，因此计算出的每瓦性能为1.935Gflops，这个性能/功耗比在超算TOP500中可以排进前五，整体性能/功耗比非常优秀。系统整体功耗为17.6 MW，这个功耗不包括水冷等冷却系统。如果考虑到整体功耗高达24MW，广州国家超算中心将利用城市供水系统建设冷却效率高的冷却系统，可提供80KW系统的冷却能力。天河二号超级计算机系统由170个机柜组成，包括125个计算机机柜、8个服务机柜、13个通信机柜和24个存储机柜，占地面积720平方米，总内存容量1400万亿字节，总存储容量12400万亿字节，最大运行。天河二号运行时间为1小时，相当于1.3亿人同时使用计算器计算一千年。它的总存储量相当于存储600亿本书，每本654.38+0万字。天河二号与之前世界排名第一的美国“泰坦”超级计算机相比，运算速度提高一倍，运算密度提高2.5倍，能效比相当。与学校之前开发的天河一号相比，两者占地相同。天河二号的计算性能和计算密度提升了10倍以上，能效比提升了2倍。执行同样计算任务的功耗只有天河一号的三分之一..技术参数型号天河二号型号TH-IVB-FEP处理器前置机存储主机架连接采用光电混合传输技术，采用自制TH Express-2骨干拓扑网络连接。13台大型路由器通过576个连接端口以光电传输介质与各运行节点互联。控制器命名为NRC，单控制器数据吞吐量2.56Tbps，终端网络接口采用PCI-E 2.0接口连接，数据传输速率6.36 GB/s，操作系统麒麟操作系统，基于Slurm(资源管理简单Linux实用程序)的全局资源管理。Ubuntu Linux .Ubuntu OpenStack运行在256个高性能节点上，并将在未来几个月内增长到超过6400个节点。OpenStack和Ubuntu的编译工具Juju都将运行在天河二号上，使国防科技大学的合作伙伴和联盟组织能够快速部署和管理高性能云环境。)能耗整机消耗17808千瓦，安装水冷系统后，无论是否安装水冷系统，耗电量都将达到24 MW。目前TOP500中最大的天河二号的功耗达到每年6543.8+0亿元人民币。基于654.38+07年6月公布的数据，每瓦性能为654.38+0.901 gflops，仍然不如Titan的2.143GFLOPS和IBM Sequoia的2.654.38+0.77 gflops。主要特点天河二号是当今世界上速度第二快的超级计算机，综合技术处于国际领先水平。它具有五大特点:一是高性能、峰值速度和持续速度均刷新世界纪录；二是能耗低，能效比每瓦19亿次，达到世界先进水平；三是应用广泛，以科学工程计算为主，兼顾云计算；四是易于使用，创新性开发异构融合架构，提高软件兼容性和可编程性；第五，性价比高。主要性能2013年6月，天河二号超越泰坦超级计算机(Rpeak 27，112.5 tflops)，峰值速度为每秒54，902.4TFLOPS，持续速度为33，862.7 tflops。该成果于2065438年6月17日提交至TOP500。事实上，在更早的运行测试中，16000个节点中只有90%被使用，即14336个节点，LINPACK的运行速度达到了30.65PFLOPS的性能水平，超过了之前Titan的74%。国际TOP500组织于10月20116.438+08日公布了最新的全球超级计算机500强名单，“天河二号”登顶速度比第二名美国泰坦快了近一倍。同样是在2013年6月，天河二号以2061 gteps的成绩在Graph500上排名第六。Graph500是超级计算机的数据密集型计算性能排名。这个榜单上第一个是IBM红杉，得分15，363GTEPS。天河二号总存储量相当于600亿本书，每本65438+万字。假设每个人每秒进行一次运算，“天河二号”运算一小时，相当于654.38+03亿人同时用计算器计算654.38+0000年。应用领域天河二号已应用于生物医药、新材料、工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、电子商务、云计算与大数据、数字媒体、动漫设计等领域，并将广泛应用于大科学、大工程、信息技术等领域，为经济社会转型升级提供重要支撑。天河二号在生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、宇宙、经济学、大规模基因组组装、基因测序、污染控制等一系列关系国计民生的大科学、大工程中逐渐显示出自己的才华。此外，国家超级计算广州中心积极推动国际交流与合作，利用天河二号为国外研究机构提供高性能计算服务。据悉，科技部近年来不断加大对超算应用软件研发的投入。“十二五”以来R&D相关投资已超过2亿元。预计“十三五”期间投资将进一步增加。根据“面向大规模科学计算的高性能多核CPU”专项，2011年，我国将使用FT-1500CPU建造自己的千万亿次计算机——“天河二号”。借助天河二号的“计算魔法”，国产C919大型客机进行了外流场高精度气动计算；中国科学院上海药理研究所开展了75万个小分子化合物的结合亲和力评价，完成了600多种药物的体内外活性评价。天河二号适配了广州市电子政务数据管理系统和云盘存储系统，为智慧城市建设搭建了高效可靠的承载平台...研究历史2009年，我国第一台千万亿次计算机天河一号研制成功，研制出“核高基”支持的银河麒麟操作系统，在国际超级计算机500强排行榜中排名第五、亚洲第一，使我国成为仅次于美国的世界第一。2010年，我国研制的第一台千万亿次超级计算机——天河一号，曾在世界超级计算机500强榜单中排名第一，但在2011年被日本新研制的超级计算机“京”超越。到2012年，美国的泰坦已经超过了日本的“北京”。“天河二号”由280人历时两年多研发，耗资约6543.8+0亿美元。R&D费用约为1亿美元，由科技部、广东省人民和广州市人民共同出资。2013下半年将在广州超算中心投入运行，其试点系统已经开始为生物医药、新材料等领域的用户提供服务。从2010 165438+10月14，天河一号稳居世界第一到2013年6月，天河二号再次登顶世界超算榜首，从天河一号到天河二号4.7亿次，从超算到万亿次(6549亿次)。目前，天河二号超级计算机已在国家超级计算广州中心正式投入运行，为120多用户提供了300多项典型应用计算。同时为用户培养了一批超算技术人才。2015年5月，由北京师范大学、国防科技大学、加拿大理论天体物理研究所、北京大学和中国科学院高能物理研究所联合组成的宇宙中微子数值模拟团队，经过一系列技术突破，在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数的中微子和暗物质的宇宙学数值模拟，揭示了大爆炸16万年后的约137。2065 438+2008年9月11，获悉国防科技大学吴俊杰团队与上海交通大学金贤敏合作，在国际上率先启动了霸权标准的研究，被称为量子霸权。远景目标是到2020年，在中国形成自主的高端通用芯片和基础软件产品的R&D和产业体系。智能手机嵌入式软件平台和3G移动通信网络网络化运营平台的研发和产业化，以及“智能手机嵌入式软件平台研发和产业化”、“面向新型网络应用模式的网络化操作系统”等课题由“核高基”专门安排，并取得了较大进展。2010年，中国国防科技大学研制的天河一号在第36届超算500强榜单中排名第一，20112第二，2012第五，于是天河二号重回领奖台。2013年，在德国莱比锡召开的2013全球超级计算机技术大会，负责调查世界大型超级计算机500强组织，公布了最新的世界超级计算机500强名单；在本次大会上，由中国科技部和中国国防科技大学联合研制的名为天河二号(又称银河二号)的大型超级计算机，以每秒3.386万亿次的浮点运算速度，成为世界上最快的超级计算机。三连冠2014年6月，由国防科技大学研制、落户国家超级计算广州中心的天河二号超级计算机23日再次荣登世界超级计算机500强榜首，获得世界“三连冠”。天河二号超级计算机是国家“863”计划和国防科技大学承担的“核高基”国家重大科技专项。四连冠:2004年20111。在美国新奥尔良举行的世界超级计算机大会上，在国际TOP500组织首次正式发布的超级计算机高性能测试榜单中，天河二号排名世界第一。此前，在该组织发布的第44期世界超级计算机500强榜单中，天河二号以每秒5.49亿次的峰值运算速度和每秒3.39亿次的连续运算速度位列第一，获得“四连冠”。五连冠2015年7月3日，国际TOP500组织在德国召开了2015国际超级计算机大会，并在大会上发布了最新的世界超级计算机500强名单。中国天河二号以每秒3.386万亿次的浮点运算速度第五次夺冠，获得“五连冠”。六连冠2015 10 10月16日，新的世界超级计算机500强榜单在美国发布，“天河二号”超级计算机以每秒3.386万亿次的速度连续第六次蝉联超级计算机。为神威2065438+让路2006年6月20日，新一届世界超级计算机500强排行榜公布，中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”位列第一。中国上榜的超级计算机总数有史以来第一次超过美国。根据国际TOP500组织当天发布的榜单，“神威·太湖之光”的浮点运算速度为每秒9.3亿次，不仅比第二名“天河二号”快了近两倍，效率也提高了3倍。更重要的是，与天河二号使用英特尔芯片不同，神威太湖之光使用的是中国自主知识产权的芯片。2065438+11月亚军2006年全球超级计算机新500强排行榜，“天河二号”仍以每秒3.386万亿次的浮点运算速度位列第二。2065438+2007年6月19日，世界超级计算机500强榜单公布，天河二号以每秒3.39亿次的浮点运算速度位列第二？2017 165438+10月13日，新一期全球超级计算机500强榜单出炉。中国超级计算机“太湖之光神威”和“天河二号”连续第四次蝉联冠军和亚军，中国超级计算机上榜总数再次超过美国，夺得第一名。这次中国“太湖之光神威”和“天河二号”再次领先，其浮点运算速度分别为每秒9.3亿次和每秒3.39亿次。第四名2018 10 6月12日，新的全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超级计算机“天河二号”排名第四。存在速度第一效率落后的问题，天河二号的实用性和效率差强人意。2014年6月公布的世界500强超级计算机天河二号，计算效率为61.7%，而效率排名第一的IBM nx360M4，效率高达99.8%，速度排名第四的日本K computer，效率排名第18，为93.2%。缺乏高性能处理器2065438+2005年4月9日，美国商务部发布报告，决定驳回英特尔向中国国家超级计算广州中心出售至强芯片用于天河二号系统升级的申请。长沙中心、广州中心、天津中心、国防科技大学四个国家超算中心已被列入出口管制清单。美国电气和电子工程师学会社会评价认为，天河二号的建成和重新进入500强“表明中国在超级计算机领域开展军备竞赛的坚定承诺”。目前，中华人民共和国拥有66台超级计算机进入500强，仅次于美国的252台。TOP500榜单的主要编制者之一、田纳西大学计算机科学教授杰克·东加拉(Jack Dongarra)告诉新华社记者:“天河二号是一个非常强大的计算系统，如果它再占据一年第一，我不会感到惊讶。