超级计算机的五代
结构 上 海 金 融 学 院 信 息 管 理 系
第一代
第二代
典型代表
CDC7600,IBM360
Cray XMP,Cray YNP,NEC SX2 和我国的银河一号,银行二号
单芯片系统
向量处理系统
第三代
第四代 第五代
大规模并行处理 (MPP)体系 共享内存结构
机群系统 (CLUSTER)
联想“深腾6800”超级计算机
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联想“深腾6800”超级计算机
上 海 金 融 学 院 信 息 管 理 系 是国家“863”高科技计划设立的“高性能计算机 及核心软件”重大专项中“面向网格的高性能计 算机”课题项目,于2003年11月研制成功,名列第22 届TOP排列榜的第14名.它包括256个四路结点机, 1060个主频为1.3G的安腾2处理器芯片,内存总容 量2.6TB,磁盘容量80TB.其高速网络是Quadrics公 司的产品QsNet,点对点通信带宽300MB,峰值浮运 算速度5.324万亿次. 联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力学, 基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
根据TOP500官方网站的资料统计,在荣登 榜名的系统中,有320套使用INTEL的处理 器,54套使用IBM POWER处理器,48套采用 HP PA-RISC, 采用AMD处理器的有31套. 在TOP500中,有296套系统采用了机群系 统.占了49.8%.在前10名的系统中,机群系统 占了7个. 机群系统采用普通商业芯片和内连技术.
IBM SP2,Intel Paragon和我国的 曙光2000,3000等
SUN E10000/15000,SGI Origin 2000/3000和我国的银河三号,神 威一号等 国外的”雷鸣”.”闪电”,”红色 风暴”和国内的曙光4000系列, 联想1800/6800,浪潮天梭 TS10000,巨星10000等.
序
上 海 金 融 学 院 信 息 管 理 系 在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋 白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们 生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设 计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不 夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的 直接或间接的服务……
“巨型机之父”——西蒙.克雷
上 海 金 融 学 院 信 息 管 理 系 从真正意义上来说，研制出符合超级计算机定义 产品的人应是西蒙.克雷（S.Cray)博士,此人后来被 西方称为”巨型机之父”.1963年,他研制出世界上 第一台巨型机CDC6600,该共安装了35万个晶体管, 运算速度为1MFLOPS. 在这以后,巨型机走过了五代,即单芯片系统、向量 处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存 结构和机群系统(CLUSTER). 超级计算机的日渐火 爆也吸引了软件巨头微软. 最近微软件表示他也要 涉足HPC领域,已独立成立了“高性能计算”部门, 并计划针对HPC开发一款”Windows Server HPC Edition”的新版本操作系统.
冯.诺依曼体系超级计算机架构图
上 海 金 融 学 院 信 息 管 理 系 P M
单处理器架构 PPP PPP PPP
M
向量处理器架构
System Area Network
P
P
M
P
P P
M
P
M
P
M
P
M
共享内存多处理器架构
分布内存多处理器架构
关于机群(CLUSTER)架构
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目录
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一.什么是超级计算机 二.超级计算机的发展历程回顾 三.超级计算机的应用 四.下一代的超级计算机
序
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处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家 的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具 有举足轻重的意义.超级计算 (SUPERCOMPUTING ) 、高性能计算( High Performance Computing, HPC )的话题在近两年来是 一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、 浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能 有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从 全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算 系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚 至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来 越快.
关于机群(CLUSTER)架构
机群架构脱胎于早年的大规模并行处理(MPP, Massive Parallel Processing ).它大受青睐的原因是其 上 海 经济性和公开性,与MPP不同之处是,它一般采用廉 金 价的普通服务器为运算节点,小规模的系统一般用 融 以太网内连,外加免费公开的操作系统LIUNX和并 学 行编程接口MPI. 使超级计算机的造价告别了天文 院 数字,应用足迹也能涉足千家万户. 信 息 但因机群系统大量使用IA服务器,随着节点数的 管 增加,其耗能和散热问题严重,可管性和可用性和可 理 持续运算能力大大降低.按目前技术水平,很难做到 系 一万个节点以上.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、什么是超级计算机
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根据美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室 对超级计算机(HPC)的定义: HPC是由8个或更多的计算机节点组成，作 为单个高性能机器工作的集群。 通俗地讲，超级计算机就是能够进行大规 模超速运算的计算机。
二.超级计算机的发展历程回顾
全球超级计算机500强前14名排名
排名 安放地点 超级计算机 / 制造公司 1 日本NEC公司 地球模拟器,65万亿次/秒 2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普) 3 美维吉尼亚理工大学 X(维吉尼亚理工大学) 4 美国家超级计算机应用中心 Tungsten(戴尔) 详见 5 美西北太平洋国家实验室 Mpp2(惠普) 6 美Los Alamos国家实验室 Lightning(Linux NetworX) 7 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 MCR LinuxCluster Xeon 2.4GHz 8 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 ASCI White(IBM) 9 美能源部超级计算中心 Seaborg(IBM) 10 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 XseriesClusterXeon 2.4GHZ(IBM) 11 日本宇宙航空研究实验室 PRIMEPOWER(富士通) 12 美匹兹堡超级运算中心 AlphaServer SC46 (惠普) 13 美国国家大气研究中心 Pseries 690 Turbo 1.3GHz(IBM) 14 中国科学院 深腾6800(联想),4万亿次/秒 由美劳伦斯.伯利克国家实验室,田纳西大学和德国曼海姆大学于2003年 11月最新评出的全球超级计算机500强名单的前14名