在17年10月20110公布的超級計算機500強排行榜中，中國天河二號連續第四次奪冠，比第二名美國泰坦快了近壹倍。2015年5月，在天河二號上成功進行了中微子和暗物質3萬億粒子的宇宙學N體數值模擬，揭示了BIGBANG從16百萬年到現在的漫長演化過程。同時，這也是迄今為止世界上粒子數最多的n體數值模擬；165438+10月16日，世界超級計算機500強榜單在美國揭曉，“天河二號”超級計算機以每秒3.386萬億次連續第六次蟬聯超級計算機。2016年6月20日，新壹期世界超級計算機500強榜單公布，中國自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號”，榮登榜首。2018 165438+10月12日，新壹期全球超級計算機500強榜單在美國達拉斯發布，中國超級計算機“天河二號”位列第四。
基本介紹中文名:天河二號、TH-2 mbth:天河二號、Milkyway-2屬性:超算開發國家:中國開發機構:中國國防科技大學發表日期:2065 438+2003年5月世界排名:第四(截至2065 438+08 165 438+10月13)地點:中山大學廣州超算中心用戶:廣州超算中心。組成結構，技術參數，型號，處理器，前置機，存儲，主機，連接，操作系統，能耗，主要特點，主要性能，應用領域，研究歷史，前景，榮譽，排名第壹，第二，第三，第四，第五，第六，讓位於神威，第二，第四。天河二號由65，438+06，000個節點組成，每個節點有2個基於Ivy Bridge-E至強E5 2692的處理器和3個至強phi，共有32，000個Ivy Bridge處理器和48，000個至強phi，共有365，438+020，000個計算核心。每個Xeon Phi使用57個核心而不是全部61，因為使用61在運算周期的協調上會有問題，而使用57個核心可以加速4個執行線程，每個線程單周期的運算量可以達到4Gflops。運行在1.1GHz的至強融核可以產生65438。如果考慮CPU，2個Ivy Bridge * 0.2112個TFlop/s+3個Xeon Phi * 1.003個TFlop/s = 3.431個Tflops，2個Ivy Bridge+9個Xeon Phi的單個節點可以有3.4365438+。每個計算節點有256GB主內存，每個Xeon Phi有8GB板載內存，所以每個節點* * *有88GB內存，總共16000個節點* *有1.404 PB內存，外存容量高達12.4PB，天河二號每塊主板有2個計算節點。每個計算節點的主板分為兩部分，壹部分是CPU，壹部分是APU。CPU有4個核心Ivy Bridge、內存和壹個至強融核協處理器，而APU基板帶有5個至強融核協處理器。CPU和APU之間有5個水平插入的連接端口，通過Ivy Bridge內置的PCI-E 2.0連接。雖然Ivy Bridge內置了PCI Express 3.0接口，但是Xeon Phi只支持2.0，單通道的帶寬是10Gbps。計算節點的前端處理器為4096 FT-1500處理器。FT-1500處理器是國防科技大學為天河1研制的，可以說是天河1項目最大的收獲。是壹款Sparc V9架構處理器，核心為16，在40nm工藝條件下運行頻率為65430。峰值性能144 Gflops/s，功耗65W。但與采用Intel 22nm 12 core 2.2 GHz 211 gflops/s性能的Ivy Bridge相比，仍有明顯差距。天河二號的互聯采用自主研發的Express-2內部互聯網，有13個交換機，每個交換機有576個連接端口。連接介質為光電混合。具體控制器為ASIC專用集成電路名為NRC，采用90nm工藝，封裝尺寸為17.16x 17.16mm，* *有2577個引腳。單個NRC的吞吐量為2.56Tbps，在終端側，網絡接口也采用了類似結構的NIC，但規模稍小，為10.76x10.76mm，675pin。采用PCIE 2.0連接，傳輸速率6.36GB/s，延遲也是在12000節點的情況下。只有85美元。計算能力方面，LINPACK測試理論性能為49.19Pflops，實際測試性能為30.65Pflops，效率為62.3%。這個效率不高，優化潛力很大。當然，也可能受限於帶寬不足，至強融核只支持PCI Express 2.0。以上測試使用了16000個節點中的14336個節點，使用了90%的規模，基本代表了天河二號的整體性能。天河二號的性能組件(處理器、內存、互連)整體功耗為17.6MW，而整體計算能力為30.65PFlops，因此計算出的每瓦性能為1.935Gflops，這個性能/功耗比在超算TOP500中可以排進前五，整體性能/功耗比非常優秀。系統整體功耗為17.6 MW，這個功耗不包括水冷等冷卻系統。如果考慮到整體功耗高達24MW，廣州國家超算中心將利用城市供水系統建設冷卻效率高的冷卻系統，可提供80KW系統的冷卻能力。天河二號超級計算機系統由170個機櫃組成，包括125個計算機機櫃、8個服務機櫃、13個通信機櫃和24個存儲機櫃，占地面積720平方米，總內存容量1400萬億字節，總存儲容量12400萬億字節，最大運行。天河二號運行時間為1小時，相當於1.3億人同時使用計算器計算壹千年。它的總存儲量相當於存儲600億本書，每本654.38+0萬字。天河二號與之前世界排名第壹的美國“泰坦”超級計算機相比，運算速度提高壹倍，運算密度提高2.5倍，能效比相當。與學校之前開發的天河壹號相比，兩者占地相同。天河二號的計算性能和計算密度提升了10倍以上，能效比提升了2倍。執行同樣計算任務的功耗只有天河壹號的三分之壹..技術參數型號天河二號型號TH-IVB-FEP處理器前置機存儲主機架連接采用光電混合傳輸技術，采用自制TH Express-2骨幹拓撲網絡連接。13臺大型路由器通過576個連接端口以光電傳輸介質與各運行節點互聯。控制器命名為NRC，單控制器數據吞吐量2.56Tbps，終端網絡接口采用PCI-E 2.0接口連接，數據傳輸速率6.36 GB/s，操作系統麒麟操作系統，基於Slurm(資源管理簡單Linux實用程序)的全局資源管理。Ubuntu Linux .Ubuntu OpenStack運行在256個高性能節點上，並將在未來幾個月內增長到超過6400個節點。OpenStack和Ubuntu的編譯工具Juju都將運行在天河二號上，使國防科技大學的合作夥伴和聯盟組織能夠快速部署和管理高性能雲環境。)能耗整機消耗17808千瓦，安裝水冷系統後，無論是否安裝水冷系統，耗電量都將達到24 MW。目前TOP500中最大的天河二號的功耗達到每年6543.8+0億元人民幣。基於654.38+07年6月公布的數據，每瓦性能為654.38+0.901 gflops，仍然不如Titan的2.143GFLOPS和IBM Sequoia的2.654.38+0.77 gflops。主要特點天河二號是當今世界上速度第二快的超級計算機，綜合技術處於國際領先水平。它具有五大特點:壹是高性能、峰值速度和持續速度均刷新世界紀錄；二是能耗低，能效比每瓦19億次，達到世界先進水平；三是應用廣泛，以科學工程計算為主，兼顧雲計算；四是易於使用，創新性開發異構融合架構，提高軟件兼容性和可編程性；第五，性價比高。主要性能2013年6月，天河二號超越泰坦超級計算機(Rpeak 27，112.5 tflops)，峰值速度為每秒54，902.4TFLOPS，持續速度為33，862.7 tflops。該成果於2065438年6月17日提交至TOP500。事實上，在更早的運行測試中，16000個節點中只有90%被使用，即14336個節點，LINPACK的運行速度達到了30.65PFLOPS的性能水平，超過了之前Titan的74%。國際TOP500組織於10月20116.438+08日公布了最新的全球超級計算機500強名單，“天河二號”登頂速度比第二名美國泰坦快了近壹倍。同樣是在2013年6月，天河二號以2061 gteps的成績在Graph500上排名第六。Graph500是超級計算機的數據密集型計算性能排名。這個榜單上第壹個是IBM紅杉，得分15，363GTEPS。天河二號總存儲量相當於600億本書，每本65438+萬字。假設每個人每秒進行壹次運算，“天河二號”運算壹小時，相當於654.38+03億人同時用計算器計算654.38+0000年。應用領域天河二號已應用於生物醫藥、新材料、工程設計與仿真分析、天氣預報、智慧城市、電子商務、雲計算與大數據、數字媒體、動漫設計等領域，並將廣泛應用於大科學、大工程、信息技術等領域，為經濟社會轉型升級提供重要支撐。天河二號在生命科學、材料科學、大氣科學、地球物理、宇宙、經濟學、大規模基因組組裝、基因測序、汙染控制等壹系列關系國計民生的大科學、大工程中逐漸顯示出自己的才華。此外，國家超級計算廣州中心積極推動國際交流與合作，利用天河二號為國外研究機構提供高性能計算服務。據悉，科技部近年來不斷加大對超算應用軟件研發的投入。“十二五”以來R&D相關投資已超過2億元。預計“十三五”期間投資將進壹步增加。根據“面向大規模科學計算的高性能多核CPU”專項，2011年，我國將使用FT-1500CPU建造自己的千萬億次計算機——“天河二號”。借助天河二號的“計算魔法”，國產C919大型客機進行了外流場高精度氣動計算；中國科學院上海藥理研究所開展了75萬個小分子化合物的結合親和力評價，完成了600多種藥物的體內外活性評價。天河二號適配了廣州市電子政務數據管理系統和雲盤存儲系統，為智慧城市建設搭建了高效可靠的承載平臺...研究歷史2009年，我國第壹臺千萬億次計算機天河壹號研制成功，研制出“核高基”支持的銀河麒麟操作系統，在國際超級計算機500強排行榜中排名第五、亞洲第壹，使我國成為僅次於美國的世界第壹。2010年，我國研制的第壹臺千萬億次超級計算機——天河壹號，曾在世界超級計算機500強榜單中排名第壹，但在2011年被日本新研制的超級計算機“京”超越。到2012年，美國的泰坦已經超過了日本的“北京”。“天河二號”由280人歷時兩年多研發，耗資約6543.8+0億美元。R&D費用約為1億美元，由科技部、廣東省人民和廣州市人民共同出資。2013下半年將在廣州超算中心投入運行，其試點系統已經開始為生物醫藥、新材料等領域的用戶提供服務。從2010 165438+10月14，天河壹號穩居世界第壹到2013年6月，天河二號再次登頂世界超算榜首，從天河壹號到天河二號4.7億次，從超算到萬億次(6549億次)。目前，天河二號超級計算機已在國家超級計算廣州中心正式投入運行，為120多用戶提供了300多項典型應用計算。同時為用戶培養了壹批超算技術人才。2015年5月，由北京師範大學、國防科技大學、加拿大理論天體物理研究所、北京大學和中國科學院高能物理研究所聯合組成的宇宙中微子數值模擬團隊，經過壹系列技術突破，在“天河二號”上成功進行了3萬億粒子數的中微子和暗物質的宇宙學數值模擬，揭示了大爆炸16萬年後的約137。2065 438+2008年9月11，獲悉國防科技大學吳俊傑團隊與上海交通大學金賢敏合作，在國際上率先啟動了霸權標準的研究，被稱為量子霸權。遠景目標是到2020年，在中國形成自主的高端通用芯片和基礎軟件產品的R&D和產業體系。智能手機嵌入式軟件平臺和3G移動通信網絡網絡化運營平臺的研發和產業化，以及“智能手機嵌入式軟件平臺研發和產業化”、“面向新型網絡應用模式的網絡化操作系統”等課題由“核高基”專門安排，並取得了較大進展。2010年，中國國防科技大學研制的天河壹號在第36屆超算500強榜單中排名第壹，20112第二，2012第五，於是天河二號重回領獎臺。2013年，在德國萊比錫召開的2013全球超級計算機技術大會，負責調查世界大型超級計算機500強組織，公布了最新的世界超級計算機500強名單；在本次大會上，由中國科技部和中國國防科技大學聯合研制的名為天河二號(又稱銀河二號)的大型超級計算機，以每秒3.386萬億次的浮點運算速度，成為世界上最快的超級計算機。三連冠2014年6月，由國防科技大學研制、落戶國家超級計算廣州中心的天河二號超級計算機23日再次榮登世界超級計算機500強榜首，獲得世界“三連冠”。天河二號超級計算機是國家“863”計劃和國防科技大學承擔的“核高基”國家重大科技專項。四連冠:2004年20111。在美國新奧爾良舉行的世界超級計算機大會上，在國際TOP500組織首次正式發布的超級計算機高性能測試榜單中，天河二號排名世界第壹。此前，在該組織發布的第44期世界超級計算機500強榜單中，天河二號以每秒5.49億次的峰值運算速度和每秒3.39億次的連續運算速度位列第壹，獲得“四連冠”。五連冠2015年7月3日，國際TOP500組織在德國召開了2015國際超級計算機大會，並在大會上發布了最新的世界超級計算機500強名單。中國天河二號以每秒3.386萬億次的浮點運算速度第五次奪冠，獲得“五連冠”。六連冠2015 10 10月16日，新的世界超級計算機500強榜單在美國發布，“天河二號”超級計算機以每秒3.386萬億次的速度連續第六次蟬聯超級計算機。為神威2065438+讓路2006年6月20日，新壹屆世界超級計算機500強排行榜公布，中國自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號”位列第壹。中國上榜的超級計算機總數有史以來第壹次超過美國。根據國際TOP500組織當天發布的榜單，“神威·太湖之光”的浮點運算速度為每秒9.3億次，不僅比第二名“天河二號”快了近兩倍，效率也提高了3倍。更重要的是，與天河二號使用英特爾芯片不同，神威太湖之光使用的是中國自主知識產權的芯片。2065438+11月亞軍2006年全球超級計算機新500強排行榜，“天河二號”仍以每秒3.386萬億次的浮點運算速度位列第二。2065438+2007年6月19日，世界超級計算機500強榜單公布，天河二號以每秒3.39億次的浮點運算速度位列第二？2017 165438+10月13日，新壹期全球超級計算機500強榜單出爐。中國超級計算機“太湖之光神威”和“天河二號”連續第四次蟬聯冠軍和亞軍，中國超級計算機上榜總數再次超過美國，奪得第壹名。這次中國“太湖之光神威”和“天河二號”再次領先，其浮點運算速度分別為每秒9.3億次和每秒3.39億次。第四名2018 10 6月12日，新的全球超級計算機500強榜單在美國達拉斯發布，中國超級計算機“天河二號”排名第四。存在速度第壹效率落後的問題，天河二號的實用性和效率差強人意。2014年6月公布的世界500強超級計算機天河二號，計算效率為61.7%，而效率排名第壹的IBM nx360M4，效率高達99.8%，速度排名第四的日本K computer，效率排名第18，為93.2%。缺乏高性能處理器2065438+2005年4月9日，美國商務部發布報告，決定駁回英特爾向中國國家超級計算廣州中心出售至強芯片用於天河二號系統升級的申請。長沙中心、廣州中心、天津中心、國防科技大學四個國家超算中心已被列入出口管制清單。美國電氣和電子工程師學會社會評價認為，天河二號的建成和重新進入500強“表明中國在超級計算機領域開展軍備競賽的堅定承諾”。目前，中華人民共和國擁有66臺超級計算機進入500強，僅次於美國的252臺。TOP500榜單的主要編制者之壹、田納西大學計算機科學教授傑克·東加拉(Jack Dongarra)告訴新華社記者:“天河二號是壹個非常強大的計算系統，如果它再占據壹年第壹，我不會感到驚訝。