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天河一号全方位揭秘 七大技术打造中国第一
2009/10/30/08:55 来源：新华网[慧聪机械工业网]中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际，计算机专家对这台全方位的结构、特点与功能进行了全方位解读。
峰值性能１２０６万亿次是质的飞跃
２００８年９月下线的中国第一台超百万亿次超级计算机“曙光５０００Ａ”，运算峰值速度为每秒２３０万亿次。一年后，随着“天河一号”研制成功，中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒１２０６万亿次。
这个数字意味着，“天河一号”计算一天，一台配置Ｉｎｔｅｌ双核ＣＰＵ、主频为２．５ＧＨｚ的微机需要计算１６０年。就共享存储总容量而言，“天河一号”的存储量相当于４个藏书量为２７００万册的国家图书馆。
“我听到‘天河一号’研制成功的消息时很震惊，我们原来预计千万亿次的计算机要到２０１０年底才在中国出现。”中国科学院软件所研究员张云泉说，“这是我国高性能计算机发展史上新的里程碑。”
高性能计算机又称巨型计算机或超级计算机。在超级计算机不断提高运算速度的过程中，千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。
美国早在上个世纪９０年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标，直到２００７年才实现。截至２００９年６月，世界上仅有３台千万亿次的计算机。
“国际计算机界认为，从百万亿次提升到千万亿次是一个质的变化，不可能通过单纯扩大规模来实现，而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说，“天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构，从而实现了系统性能的提升。
窦文华认为，这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力，将会成为下一代高新计算机的主流结构。
千万亿次计算机的出现，为中国高科技计划的实施提供了一个更为广阔的平台。
“某些领域的现实需求，已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说，气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此，“天河一号”投入使用后，必将推动科学研究的速度。
七大技术四大特点打造“中国第一”
一台千万亿次的“天河一号”，是否等于１０个百万亿次巨型机之和？中国科学院院士周兴铭说，系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。
“如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统，功率会大得惊人，用户可能连电费都付不起，同时机器的可靠性很低，根本无法稳定工作。表面上看‘干活’的器件多了，结果却是‘三个和尚没水吃’。”周兴铭说，“天河一号”采用７项关键技术，使得“一加一”的结果尽量接近“二”，从而发挥出机器最大的整体效能。
这７项技术包括：多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。
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