河汉二号超等计较机

  借帮河汉二号的“计较神功”,国产C919大型客机开展了高精度外流场气动计较;中科院上海药物研究所开展了75万个小化合物的连系亲和力评估,完成了600多个各类药物的体表里活性测试评价。河汉二号适配了广州市电子政务数据办理系统和云盘存储系统等,为聪慧城市扶植搭建高效靠得住的承载平台……

  “河汉二号”是由国防科学手艺大学研制的超等计较机系统,以峰值计较速度每秒5.49亿亿次、持续计较速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优同性能位居榜首,成为2013年全球最快超等计较机。

  计较节点前端处置器为4096颗FT-1500 16焦点SPARC V9架构的处置器,40纳米制程,运做时钟频次1.8GHz,热设想功耗65瓦,峰值机能144GFLOPS。

  河汉二号已使用于生物医药新材料取仿实阐发、气候预告聪慧城市电子商务云计较大数据数字动漫设想等多个范畴,还将普遍使用于大科学、大工程、消息化等范畴,为经济社会转型升级供给主要支持。

  2013年下半年,它将正在广州超等计较核心投入运转,其先导系统已起头为生物医药、新材料等范畴用户供给办事。

  按照该专项“面向大规模科学计较的高机能多核CPU”课题打算放置,2011年中国将采用FT-1500CPU建立全独立国产万万亿次计较机——“河汉二号”。

  Ubuntu Linux。(Ubuntu OpenStack运转正在256个高机能节点上,并且正在接下来的数月将会增加至跨越6400个节点。OpenStack和Ubuntu的编制东西Juju都将运转正在河汉二号上,使国防科技大学的合做伙伴和联盟机构可以或许快速摆设和办理高机能云)

  2016年11月,新一期全球超等计较机500强(TOP500)榜单,“河汉二号”仍然以每秒33.86万万亿次的浮点运算速度排名第二。

  目前,河汉二号超等计较机正在国度超算广州核心已正式投入运转,为120多家用户供给了300多项典型使用计较。同时,为用户培训了一批超算使用手艺人才。

  系统的全体功耗为17.6 MW,而且这个功耗还不包罗水冷如许的散热系统,若是考虑上全体功耗将高达24MW,广州国度超算核心将采用城市供水系统建立高散热效能的冷却系统,有能力能够供给80KW系统的散热能力。

  2015年10月16日,新一期全球超等计较机500强榜单正在美国发布,“河汉二号”超等计较机以每秒33.86万万亿次持续第六度称雄。

  正在每个从板上有2个计较节点,而每个框架则有16个从板,4个框架构成一个机柜,整个系统由125个机柜构成。每个计较节点从板分为两块,一块CPU一块APU,CPU上有4核Ivy Bridge、内存和一个Xeon Phi协处置器,而APU基板上则承载着5个Xeon Phi协处置器.CPU和APU之间有5个程度插入的链接口,由Ivy Bridge内置的PCI-E 2.0进行毗连,虽然Ivy Bridge内置为PCI Express 3.0接口,但Xeon Phi仅支撑2.0,单个通为10Gbps带宽。

  每块从板上分为APU模块和CPM模块两部门,APU部门承载5块Xeon Phi,CPM部门承载1块Xeon Phi+4颗Xeon E5。

  16,000个运算节点,每节点配备两颗Xeon E5 12焦点的地方处置器、三个Xeon Phi 57焦点的协处置器(运算加快卡)。累计32,000颗Xeon E5从处置器和48,000个Xeon Phi协处置器,共312万个计较焦点。

  它有五大特点:一是高机能,峰值速度和持续速度都创制了新的世界记载;二是低能耗,能效比为每瓦特19亿次,达到了世界先辈程度;三是使用广,从打科学工程计较,兼顾了云计较;四是易利用,立异成长了异构融合系统布局,提高了软件兼容性和易编程性;五是性价比高。

  APU模块和CPM模块之间以CPU内部供给的PCI-E 3.0 16x接口进行毗连,但现实因为Xeon Phi的硬件,仅支撑至PCI-E 2.0 16x,单通道数据传输速度为10Gbps。

  从板、机架取机柜均由海潮集团制制,共有125个机柜,每个机柜容纳4个机架,每个机架容纳16块从板,每个从板设置有两个计较节点。每个机柜还拆有负载灯,按照机柜内从机的运算负载变动发光二极管的发光颜色。

  2014年6月,由国防科技大学研制并落户国度超等计较广州核心的河汉二号超等计较机,23日再次荣登全球超等计较机500强排行榜榜首,获得世界超算“三连冠”。河汉二号超等计较机是国防科技大学承担的国度“863”打算和“核高基”国度科技严沉专项项目。

  而正在计较能力方面,利用14336个节点 合计50GB内存进行LINPACK测试,理论机能为49.19Pflops,而现实测试机能为30.65Pflops,效率为62.3%.这个效率并不算高,还有很大优化提拔潜力。当然也可能是被Xeon phi仅支撑PCI Express 2.0带宽不脚。

  “河汉二号”的系统存储总容量相当于600亿册每册10万字的图书。假设每人每秒钟进行一次运算,“河汉二号”运算一小时,相当于 13亿人同时用计较器算上1000年。

  每个节点具有64GB从存,而每个Xeon Phi协处置器板载8GB内存,故每节点共88GB内存,全体合计内存1.408PB。

  2018年11月12日,新一期全球超等计较机500强榜单正在美国达拉斯发布,中国超算“河汉二号”位列第四名。

  TOP500排行榜次要编撰人之一、美国田纳西大学计较机学传授杰克·唐加拉对记者说:“‘河汉二号’是一个很是强大的计较系统,它正在第一名的上再占领一年时间,我也不会感应惊讶的。

  2017年11月13日,新一期全球超等计较机500强榜单发布,中国超等计较机“神威·太湖之光”和“河汉二号”持续第四次排列冠亚军,且中国超等计较机上榜总数又一次反超美国,夺得第一。此次中国“神威·太湖之光”和“河汉二号”再次领跑,其浮点运算速度别离为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。

  同样正在2013年6月,河汉二号以2,061GTEPS的成就正在Graph500上排名第六。Graph500是一个对超等电脑的数据稠密型运算处能进行的一个排行榜,正在此榜单上排位第一的是IBM红杉,成就是15,363GTEPS。

  河汉2互联方面采用自从研发的 Express-2 内部互联收集,其为有13个互换机,而每个互换机有576个端口。毗连介质为光电夹杂。具体节制器是名为NRC的ASIC公用目标集成电,其采用90nm工艺,封拆尺寸为17.16x17.16 mm,共有2577引脚。单个NRC的吞吐能力为2.56Tbps.而正在终端方面收集接口也采用雷同布局的NIC,但规模稍小,为10.76x10.76 mm, 675 pin,其采用PCIE 2.0体例毗连,传输速度为6.36GB/s.而且正在正在12000节点的环境下延迟也很低,仅为85us.

  零件功耗17,808千瓦,正在搭载水冷散热系统当前,功耗将达到24兆瓦,无论水冷系统的搭载取否,都是目前TOP500里功耗最大的

  河汉二号逐渐正在生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、、经济学,以及大型基因组拆卸、基因测序、污染管理等一系列事关国计平易近生的大科学、大工程中“大显身手”。此外,国度超算广州核心积极鞭策国际交换取合做,操纵河汉二号为国外研究机构供给高机能计较办事。

  “河汉二号”由280人历时两年多研制完成,耗资约1亿美元。研发耗资约1亿美元,由国度科技部、广东省人平易近、广州市人平易近配合出资扶植。

  从2010年11月14日河汉一号排名世界第一到2013年6月17日河汉二号再登世界超算之巅,从河汉一号4.7万万亿次到河汉二号5.49亿亿次,从超等计较机由万万亿次级(1015)迈入亿亿次级(1016)计较速度,这是国防科技大学河汉团队再次创制的“中国速度”。

  运转“核高基”专项支撑研制的银河麒麟操做系统,名列昔时的国际超等计较机TOP 500排行榜世界第五位、亚洲第一位的排名,并使中国成为继美国之后世界上第二个可以或许研制万万亿次超等计较机的国度。

  运算加快上,利用基于英特尔集成众核架构的Xeon Phi 31S1P协处置器,运转时钟为1.1GHz,每个利用61个焦点中的57个(由于利用61个会存正在运算周期协调问题),每焦点籍由特殊的超线TFLOPS。

  据悉,科技部近年不竭加大对超算使用软件研发的投入。“十二五”以来的相关研发投入已跨越2亿元。估计“十三五”期间投入将进一步加大。

  2014年11月,正在美国市召开的世界超等计较机大会上,河汉二号正在国际TOP500组织初次正式发布的超等计较机高机能测试排行榜上位居世界第一。此前,由该组织发布的第44届世界超等计较机500强排行榜中,河汉二号以峰值计较速度达每秒5.49亿亿次、持续计较速度达每秒3.39亿亿次位居榜首,获得“四连冠”。

  2014年11月17日发布的全球超等计较机500强榜单中,中国“河汉二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度持续第四次获得冠军。

  世界上速度最快的超等计较机:由中国国防科技大学研制的超等计较机“河汉2号”是世界上速度最快的计较机,正在Linpack基准上的运算速度为每秒33.86万万亿次。

  2018年9月11日获悉,国防科技大学吴俊杰团队取上海交通大学金贤敏合做,正在国际上最先了称霸尺度的研究,被称为量子霸权。

  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9.3亿亿次,不只速度比第二名“河汉二号”快出近两倍,其效率也提高3倍。更主要的是,取“河汉二号”利用英特尔芯片纷歧样,“神威太湖之光”利用的是中国自从学问产权的芯片。

  利用光电夹杂传输手艺(Optoelectronics Hybrid Transport Technology),利用便宜的TH Express-2从干拓扑布局收集毗连,以13个大型由器通过576个毗连端口以光电传输介质取各个运算节点互联,节制器名为NRC,利用90纳米制程,单个节制器的数据吞吐量2.56Tbps,终端收集接口利用名为NIC的节制器,以PCI-E 2.0接口链接,数据传送速度6.36GB/s。

  以6月17日发布的数据推算,每瓦机能为1.901GFLOPS,仍不及泰坦的每瓦2.143GFLOPS和IBM红杉每瓦2.177GFLOPS的成就,但比京的每瓦0.830GFLOPS每和河汉一号每瓦仅0.668GFLOPS都要高不少。

  计较节点的前端处置器为4096个FT-1500处置器, FT-1500处置器是由国防科技大学为河汉1研发,其能够说是河汉1项目标最大收成,其为16焦点的Sparc V9架构处置器,正在40nm工艺环境下运转频次为1.8Ghz,峰值机能为144 Gflops/s,功耗为65W,但比拟英特尔22nm 12核 2.2GHz 211Gflops/s机能的Ivy Bridge仍是有较着差距。

  2016年6月20日,新一期全球超等计较机500强榜单发布,利用中国自从芯片制制的“神威太湖之光”代替“河汉二号”登上榜首,中国超算上榜总数量也有史以来初次跨越美国名列第一。

  方针是到2020年,构成中国高端通用芯片和根本软件产物的自从研发取财产系统。面向3G挪动通信收集的智妙手机嵌入式软件平台以及3G使用收集化运转平台的研发及财产化,核高基专项放置了智妙手机嵌入式软件平台研发及财产化和面向新型收集使用模式的收集化操做系统课题,曾经取得较猛进展。”

  测试利用了16000个节点中的14336个,使用了90%的规模,根基能够代表河汉2的全体机能表示。河汉2的机能部件(处置器、内存、互联)全体功耗为17.6MW,而全体的运算能力为30.65PFlops,如许计较每瓦的机能为1.935Gflops,这个机能/功耗比能够排正在超算TOP500的前五,其全体机能/功耗比十分超卓。

  地方处置器为英特尔供给的,运做时钟频次为2.2GHz的Xeon E5-2692 V212焦点处置器,基于英特尔Ivy Bridge微架构(Ivy Bridge-EX焦点),采用22纳米制程,峰值机能0.2112TFLOPS。

  2013年,正在莱比锡举办的2013年度全球超等计较机手艺大会,担任查询拜访相关全球研发大型超等计较机排行环境的国际大型超等计较机TOP 500组织,发布了最新全球超等计较机TOP 500强排行榜榜单;正在本次大会上由中国国度科技部取中国国防科学手艺大学配合研制的名为“河汉二号(”又称银河2号)的大型超等计较机以每秒33.86万万亿次的浮点运算速度成为全球最快的超等计较机。

  2013年6月,河汉二号以峰值速度(Rpeak)每秒54,902.4TFLOPS(万亿次浮点运算)、持续速度(Rmax)33,862.7TFLOPS,超越泰坦超等计较机(Rpeak 27,112.5TFLOPS,Rmax 17,590.0TFLOPS),成为当当代界上最快的超等计较机。这个成就于2013年6月17日提交至TOP500。现实上,正在早前的运转测试中,仅利用16,000个运算节点中的90%,亦即14,336个节点,LINPACK运算速度就达到30.65PFLOPS的机能水准,跨越前任“泰坦”的74%。国际TOP500组织2013年11月18日发布了最新全球超等计较机500强排行榜榜单,“河汉二号”以比第二名美国的“泰坦”快近2倍的速度登上榜首。

  河汉二号超等计较机系统由170个机柜构成,包罗125个计较机柜、8个办事机柜、13个通信机柜和24个存储机柜,占地面积720平方米,内存总容量1400万亿字节,存储总容量12400万亿字节,最大运转功耗17.8兆瓦。河汉二号运算1小时,相当于13亿人同时用计较器计较一千年,其存储总容量相当于存储每册10万字的图书600亿册。比拟此前排名世界第一的美国“泰坦”超等计较机,河汉二号计较速度是“泰坦”的2倍,计较密度是“泰坦”的2.5倍,能效比相当。取该校此前研制的河汉一号比拟,二者占地面积相当,河汉二号计较机能和计较密度均提拔了10倍以上,能效比提拔了2倍,施行不异计较使命的耗电量只要河汉一号的三分之一。

  2010年时,我国研制的首台万万亿次超等计较机“河汉一号”曾正在全球TOP 500超等大型计较机排行榜中排名第一,但正在2011年时被日本最新研发的超等计较机“京”超越了。到了2012年,美国的“泰坦”又超越了日本的“京”。

  麒麟操做系统、基于SLURM(Simple Linux Utility for Resource Management,资本办理用单一Linux公用法式)的全局资本办理。

  河汉2号由16000个节点构成,每个节点有2颗基于Ivy Bridge-EXeonE5 2692处置器和3个XeonPhi,累计共有32000颗Ivy Bridge处置器和48000个Xeon Phi,合计有312万个计较焦点。

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  电机电子工程师学会认为河汉二号的落成以及沉登TOP500第一“标记着中国果断许诺将正在超等电脑范畴倡议一轮军备竞赛”。目前,正在总览TOP500内中华人平易近国具有66组超等电脑,仅次于美利坚合众国的252组系统。

  2015年4月9日,美国商务部发布演讲,决定英特尔公司向中国的国度超等计较广州核心出售至强芯片用于河汉二号系统升级的申请。国度超等计较长沙核心、广州核心、天津核心和国防科技大学四家国度超算核心被列入出口管制名单。

  每个Xeon Phi利用此中的57个焦点,而不是利用全数的61个,由于利用61个正在运算周期协调方面会有问题,而利用57个焦点可以或许加快4个施行线程,而且正在每个线Gflops的运算量,运转正在1.1GHz的Xeon Phi能够出产1.003Tflops的双精度运算能力。若是考虑CPU,2 Ivy Bridge * 0.2112 Tflop/s + 3 Xeon Phi * 1.003 Tflop/s=3.431 Tflops,2个Ivy Bridge+9个Xeon Phi单个节点能够有3.431 Tflops运算能力,16000个节点合计可达54.9PFlops机能。每个运算节点有256GB从存、而每个Xeon Phi板载8GB内存,因而每个节点共有88GB内存,合计16000个节点一共有1.404 PB内存,而外部存储器容量方面更是高达12.4PB.

  2010年,中国国防科学手艺大学研制的“河汉一号”曾正在第三十六届超等计较机TOP500榜单上名列第一,2011年时排名第二,2012年排名已下降至第五,我“河汉二号”又沉返冠军领台。

  2015年7月13日,国际TOP500组织正在举行了2015年国际超等计较机大会,并正在大会上发布全球超等计较机500强最新榜单,中国“河汉二号”以每秒33.86万万亿次的浮点运算速度第五次连任冠军,获得“五连冠”。

  2015年5月,由师范大学国防科技大学、理论物理研究所、大学中科院高能物理研究所结合构成的中微子数值模仿团队,颠末一系列手艺攻关,正在“河汉二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的学数值模仿,了大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化历程。

  2017年6月19日,全球超等计较机500强榜单发布,“河汉二号”以每秒3.39亿亿次的浮点运算速度排名第二。