高性能计算机

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高性能计算(High Performance Computing)是计算机科学的一个分支, 随着信息化社会的飞速发展,人类对信息处理能力的要求越来越高,不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机,而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求迅猛增长。

高性能计算机的发展史

  1、1983年,由国防科技大学研制的银河I型亿次巨型机系统的成功问世,标志着我国具备了研制高端计算机系统的能力。

  2、1992年,曙光投入200万元研制曙光一号。随后,曙光一号、曙光1000、曙光2000、曙光3000、曙光4000相继问世。

  3、1994年,银河I的换代产品银河II在国家气象局正式投入运行,其系统性能达每秒10亿次,大大缩短了我国与先进国家的差距。

  4、1997年,银河III并行巨型计算机在北京通过国家鉴定,峰值性能为每秒130亿浮点运算。

  5、1999年,首台“神威I”计算机通过了国家级验收,并在国家气象中心投入运行。

  6、2000年,由1024个CPU组成的银河Ⅳ超级计算机系统问世,峰值性能达到每秒1.0647万亿次浮点运算。

  7、2002年,世界上第一个万亿次机群系统联想深腾1800出世,获得2004年国家科技进步二等奖。

  8、2003年,联想深腾6800问世把世界机群计算推向新的高峰。

  9、2004年,曙光4000A成功研制,使中国成为继美国、日本之后第三个能研制10万亿次商品化高性能计算机的国家(进入TOP500前10位)。

  10、2005年,中国高性能计算机性能TOP 100排行榜揭晓,曙光位居第一。天梭荣获国家科学技术进步二等奖。

  11、2006年,曙光高性能计算机被胡锦涛总书记点评为“中国七大标志性自主创新成果之一”,曙光4000系列高性能计算机荣获国家科学技术进步二等奖。

  12、2007年12月,中国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”的万亿次高性能计算机“KD-50-I”研制成功。

  13、2008年6月24日,中国科学院计算技术研究所、曙光公司和上海超级计算中心在中科院计算所联合举行了曙光5000落户上海超级计算中心的签约仪式。

高性能计算机的内容

  1.向量计算

  2.并行计算

  3.分布式计算

  4.网格计算

  5.元计算

高性能计算机的应用

  计算密集型应用(Computing-intensive):

  大型科学工程计算,数值模拟等。

  应用领域:石油、气象、CAD、核能、制药、环境监测分析、系统仿真等。

  数据密集型应用(Data-intensive):

  数字图书馆,数据仓库,数据挖掘,计算可视化等。

  应用领域:图书馆、银行、证券、税务、决策支持系统等。

  通信密集型应用(Network-intensive):

  协同工作,网格计算,遥控和远程诊断等。

  应用领域:网站、信息中心、搜索引擎、电信、流媒体等。

高性能计算机的现状

  最快的高性能计算机:1.105Pflops

  最普遍的高性能计算机:机群(410台)

  安装高性能计算机最多的国家:美国(291台),亚洲(49台,日本15台,中国21台,印度6台),欧洲(145台)

  生产高性能计算机的企业: HP(212台),IBM(188台)

  高性能计算机中使用最多的微处理器:Intel系列(399台),IBM(55台),AMD(43台)

  高性能计算机使用最广泛的领域:企业与研究结构

  进入500强的最低性能:17.1Tflops,半年前为12.64Tflops

  500强的总性能为:22.6Pflops,半年前为16.95Pflops

高性能计算机的应用领域

  1、气候

  2、能量的燃烧、熔化和裂变技术(军事国防)

  3、生物

  4、社会经济发展

  5、天体物理学

  6、数学

  7、能源及材料

高性能计算机的未来展望

  现状:

  中国已具备自行研制高性能计算机系统的能力

  系统国产化程度不高

  处理器、高速网络、串口服务器等关键部件还主要靠进口

  高性能计算软件是最大瓶颈

  应用软件的开发的投入力度不够,制约了高性能计算的普及

  机遇:

  高性能计算机系统开始了新一轮探索,需要创新思想

  廉价的机群系统带来了高性能计算机普及和“平民化”

  对提高生产率,更有效解决实际应用提出了更高要求

  集成电路生产基地向中国转移和国产通用CPU技术的突破

  挑战:

  集中力量研制包括国产CPU、系统互连网络在内的全自主产权的高性能计算机系统,加大对软件的投入。

 
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