2015-04-02 19:18:40
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超级计算机
“神威蓝光”的计算机2012年9月16日安装在山东省的国家超级计算济南中心。神威系统每秒能进行约1千万亿次运算,在2011年中国高性能计算机TOP100排行榜,排名第二。

超级计算机是什么?可能很多人都有这样的疑问。其实它的基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异。但规格与性能则强大许多,是一种超大型电子计算机,能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。具有很强的计算和处理数据的能力,主要特点表现为高速度和大容量,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太次以上。

超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,多用于国家高科技领域和尖端技术研究,它对国家安全,经济和社会发展具有举足轻重的意义,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志,是计算机中的“战斗机”,因此其计算核心——CPU更是至关重要。

虽然我国的超级计算技术在世界上的排名一直不错。但是计算性能最好的天河二号用的却是英特尔的XeonE5作为主处理器和XeonPhi作为协处理器。其内部交换系统是由中国技术人员设计的,效率只有不到50%,不是自己的核心处理器技术,所以很多地方受制于人,而且安全性也得不到保障。不过值得庆幸的是终于出现了使用国产CPU的的超级计算机——神威蓝光。


酷炫神威蓝光

这台名为“神威蓝光”的计算机2012年9月16日安装在山东省的国家超级计算济南中心。神威系统每秒能进行约1千万亿次运算,在2011年中国高性能计算机TOP100排行榜,排名第二。同时让人印象深刻的是,其总功耗只有1074KW,是天河的功耗4兆瓦的四分之一。神威蓝光LINPACK效率为74%,与当时美国最快的计算机美洲虎超级计算机效率相当。(据说可以玩游戏哦!玩“使命召唤”不知道会不会卡!嘿嘿!)该系统采用8700片申威1600微处理器。

SW1600正反实物图

SW1600是江南计算所研制申威系列的第三代处理器,源于鼎鼎大名的DEC Alpha 21164架构,采用国人自行开发的CPU指令集,属于精简指令集(RISC)微架构。第一代申威SW-1在2006年发表,采用单核心设计、130nm制程工艺及900MHz工作频率。第二代申威SW-2在2008年发表,采用双核心设计、130nm制程工艺及1.4GHz工作频率,工作功耗在70-100W。SW1600 2010年推出,内建16个RISC 64位核心,65nm制程工艺及975-1200MHz工作频率,浮点运算能力高达140.88GFLOPS(1.1GHz工作频率表现),作为参考Intel Nehalem-EX 8核心为96GFLOPS(3.0GHz工作频率)、AMD Opteron 6100 12核心为83.2GLOPS(2.6GHz工作频率)、IBMPower 7 8核心为131.2GFLOPS(4.1GHz工作频率)。


SW1600芯片结构框图

SW1600采用的架构与X86、ARM完全不同,具备16个物理核心(一般台式机上最多才8核),频率为1GHz,每颗CPU搭配16GB DDR3内存。看到这里可能很多人有疑问,怎么才1GHz?现在台式机的处理器默认频率都快破4GHz了。其实不能这么比较,申威SW1600C的架构不同于X86和ARM(X86和ARM兼容的软件无法直接在它上面运行,这既是一个优点,也是一个缺点。优点是拥有很好的安全性,缺点是软件支持少,需要重新开发。),而且针对的数据与应用也不同于一般台式机,所以不能单纯从频率来衡量。另外,从结构图上也可以看到,申威SW1600C内部有4个核心组,也就是说每个核心组包含了4个物理核心,由交叉开关来进行动态调节计算负载。

本次选来与SW1600做对比的是使用IBM POWER RISC架构的POWER 7(两者都不支持WINDOWS,都是不同于X86的精简指令集。)。IBM Power7是一个单晶片的八核处理器,打造了新的一代的顶级处理器平台:8核、4线程、32MB缓存,以及32路256核1024线程的大型SMP机器,是目前处理器设计的巅峰之作。

POWER 7实物图

特性对比:

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