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三台千万亿次超级计算机将强化国家网格

2010-11-04 16:47:30  来源:it168

摘要:作为解决国家挑战性问题的重要手段,以及解决制约国家经济发展瓶颈问题的重要工具,高性能计算系统有非常重要的战略意义。
关键词: 超级计算机 曙光
 作为解决国家挑战性问题的重要手段,以及解决制约国家经济发展瓶颈问题的重要工具,高性能计算系统有非常重要的战略意义。从世界各国来看,发展高端计算系统都是国家的行为,体现了国家的意志。

  11月2日,国家863计划信息领域办公室在北京召开了“高效能计算机及网格服务环境”重大项目成果发布会。863计划信息领域专家组高性能计算机及网络服务环境重大项目总体专家组组长钱德沛教授发布了多项重大成果,包括:每秒4700万亿次的天河1号高效能计算机系统研制成功;依托中国国家网格的工业仿真优化应用社区正式开通;中国国家网格软件CNGrid GOS 4.0版正式发布,等等。

  据了解,目前各发达国家都推出了各自的高效能计算机研究发展计划。比如,美国近年将研制多台千万亿次至万万亿次高效能计算机,包括美国能源部、美国自然科学基金委、美国航天航空局等。欧盟也计划在欧洲部署5-6台千万亿次级高效能计算系统。日本则计划投资10亿美元在2012年之前部署下一代超级计算机,研制万万亿次系统,同时要研究新一代信息基础设施,把高性能计算的能力更好的送到用户手中。在网格服务环境方面,各国也有相应的计划,如美国的TeraGrid(未来的Extreme Digital)、面向广大科学家的OSG,欧盟的网格联盟EGA,英国国家网格服务NGS,日本国家教育科研网格基础设施NAREGI等等。

  中国则在“十一五期间”,在863计划下开始部署高效能计算机及网格服务重大项目,从2006到2010年间,863计划总共投入近9.4亿元人民币,同时带动地方政府和应用部门的配套经费10亿元以上。其项目目标是要研制成功千万亿次高效能计算机系统,使我们国家在高性能计算机的研究制造水平上达到世界第三,同时要研制成功中国国家网格服务环境,以及一批重要的应用系统,使我们国家网格技术和应用达到世界先进水平。

  在此次发布会,钱德沛介绍了项目总体进展情况,并发布了四项重大成果:

  成果一:千万亿次高效能计算机

  在第一阶段,2008年完成了曙光5000A(安装在上海超算中心)和联想深腾7000(安装在中科院超算中心)两台百万亿次高性能计算。在第二阶段,2010-2011年将实现三台千万亿次机的成功研制和应用部署,即天津超算中心的“天河一号”、深圳超算中心的“曙光6000” 以及山东超算中心的“神威蓝光”。下表是三台千万亿次机的基本情况介绍:

名称
完成时间
研制单位
主要特点
天河1号
2010年10月
国防科大、浪潮公司等
采用异构混合体系结构,部分采用国产飞腾处理器,峰值性能每秒4700万亿次,实测Linpack性能2507万亿次,预计在2010年11月中将要发布的世界高性能计算机TOP500榜中会排在第一位。【详情
曙光6000(星云)
2010年5月
中科院计算所、曙光公司等
采用混合体系结构,系统峰值性能每秒3000万亿次,Linpack性能为1.27千万亿次每少,功耗2600千瓦,在2010年6月份世界TOP500中排名第二。下一步将采用国产处理器龙芯3B。【详情
神威蓝光
2010年年底
江南计算所
全部采用自主的多核高性能处理器实现,在我们国家高性能计算机发展史上具有里程碑的意义,同时探索万万亿次体系结构和高性能技术。【详情

  在这些高效能计算机系统的研制过程中,我们取得了一系列重要技术创新,包括国产处理器(注:国防科大的飞腾系列、中科院计算所的龙芯系列、江南计算所的申威系列)首次用于千万亿次机,混合异构体系结构,高密度计算节点设计与实现,超并行体系结构HPP及节点设计,高速互联网络等等。


  成果二:中国国家网格服务环境

  在“十五”研究的基础上,“十一五”大力建设了中国国家网格服务环境,突出了服务功能,目前共有11个节点,计算总能力达380万亿次以上,共享存储容量达到2PB,部署了230多个应用软件和工具软件,用户数量超过1400个,其中包括许多工业界用户,如中国商用飞机公司、宝钢集团、国家核电、上汽集团、奇瑞汽车等。同时该环境已经支持了700多项国家科技计划项目和重大的工程项目,在大飞机、支线飞机、载人航天二期工程等方面提供了计算服务。在上述三台千万次机接入之后,总计算能力将达到8000万亿次以上,在世界上处于前列。

软件与应用成果
▲中国国家网格节点分布,官网入口:http://www.cngrid.org/

  成果三:工业仿真优化社区

  工业仿真优化社区是863计划在“十一五”期间的一个重要工作,以突出中国国家网格服务环境的应用推广。该社区基于网络环境,集成了多种工业设计和仿真优化软件,实现了资源调度、用户管理、计费、交易中心等功能,探索了新的可持续发展运营模式和商业模式,目前已经成功应用于上汽、宝钢、商飞等企业,在产品研发过程中发挥了重要作用。

软件与应用成果
▲社区入口:http://202.127.7.204:9000/AutoPortal/

  成果四:新一代网格软件

  中国国家网格软件GOS 4.0版是在“十一五”期间开发的最后一个网格服务软件,由中科院计算所、江南计算所、清华大学、国防科大、北航、中科院网络中心以及上海超算中心等七家单位合作完成。目前已经在国家网格服务环境和应用单位完成了部署,支撑网格服务环境的运行和应用的开发,在世界网格软件中占有重要的地位。

软件与应用成果
▲工业社区开通及GOS软件发布仪式

  在应用方面,配合千万亿次高性能计算机的研制,“十一五”期间也开发了一些大型并行应用软件,包括面向千万亿次计算机的并行算法库、大型流体机械整机非定常流动并行计算软件等,在大飞机专项、点火工程、油气勘探、节能减排、新药开发、计算化学、天体物理、气象集合预报等领域发挥了应有的作用。

  特别值得一提的是,过去大多数应用软件都只能支持到16核,能扩展到32核的都比较少见,但现在已经可以利用千核以上的计算资源,比如中科院超算中心30%以上的都是千核以上的应用。


  与世界发达国家的差距与改进

  谈到与世界发达国家的差距,总体专家组给出的总体评价是:“我们国家在高效能计算机的研制方面,这几年取得了长足的进展,在性能指标方面居世界前列,国家网格服务环境的资源和服务能力处于国际先进水平。但是国际上这个领域的竞争非常激烈,今后两年美国、日本将有若干台万万亿次级系统投入使用,将再次拉开我们与世界先进水平的差距。同时我们在核心关键技术上仍然存在较大的差距,比如在高性能处理器、大规模并行系统软件、大规模并行算法等方面,和世界先进水平相比仍然存在差距。特别需要指出的是,我们的应用水平跟世界先进水平差距比较大,多学科协作研发的氛围没有完全形成,我们仍然缺少跨学科人才,特别是既懂应用,又懂得计算机的人才,因此我们必须清醒的认识到所面临的挑战,需要有可持续发展的思路,既要有政府的持续投入,也要有科技界和工业界的持续努力。”

与发达国家的差距与改进
▲参会代表合影

  钱德沛表示,在“十二五”期间,为实现高效能计算系统的可持续发展,需要从几个方面入手:

  一是坚持应用牵引、技术推动的原则,以应用促进技术的发展。

  二是要坚持高效能计算机、高性能计算环境和应用系统的协调发展,相辅相成。

  三是要加强高端计算机体系结构和核心关键技术的研究,及时规划未来,为在2020年左右实现亿亿级高端计算机系统的研制及早部署。

  四是要大力推广高性能计算应用,提高应用水平,把潜在应用变成实际应用,追求应用成效,同时加强高性能计算综合型应用人才的培养。

  五是要探索可持续发展的道路,建立企业技术创新战略联盟和创新团队,希望这种联盟能够成为连接高性能计算机制造者、运营者和应用领域科学家的桥梁,促进技术研发,推动标准制定,实现产学研用的有机结合,建立多学科协作研究的机制,探索中国国家网格新的运行机制,寻求良性循环自我发展。


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责编:lyre

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