超级计算机的进展与体系结构

1.最新TOP10榜单

2.中国进展

3.体系结构

4.技术参数解析

TOP 10 Sites for June 2016

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Rank Site System Cores Rmax

(TFlop/s) Rpeak

(TFlop/s)

Power (kW)

1 National Supercomputing

Center in Wuxi

China Sunway TaihuLight -

Sunway MPP, Sunway

SW26010 260C 1.45GHz,

Sunway

NRCPC

10,649,600 93,014.6 125,435.9 15,371

2 National Super Computer

Center in Guangzhou

China Tianhe-2 (MilkyWay-2) -

TH-IVB-FEP Cluster,

Intel Xeon E5-2692 12C

2.200GHz, TH Express-2,

Intel Xeon Phi 31S1P

NUDT

3,120,000 33,862.7 54,902.4 17,808

3 DOE/SC/Oak Ridge National

Laboratory

United States Titan - Cray XK7 ,

Opteron 6274 16C

2.200GHz, Cray Gemini

interconnect, NVIDIA

K20x

Cray Inc.

560,640 17,590.0 27,112.5 8,209

4 DOE/NNSA/LLNL

United States Sequoia - BlueGene/Q,

Power BQC 16C 1.60

GHz, Custom

IBM

1,572,864 17,173.2 20,132.7 7,890

5 RIKEN Advanced Institute for

Computational Science (AICS)K computer, SPARC64

VIIIfx 2.0GHz, Tofu

705,024 10,510.0 11,280.4 12,660

Japan interconnect

Fujitsu

6 DOE/SC/Argonne National

Laboratory

United States Mira - BlueGene/Q,

Power BQC 16C

1.60GHz, Custom

IBM

786,432 8,586.6 10,066.3 3,945

7 DOE/NNSA/LANL/SNL

United States Trinity - Cray XC40,

Xeon E5-2698v3 16C

2.3GHz, Aries

interconnect

Cray Inc.

301,056 8,100.9 11,078.9

8 Swiss National Supercomputing

Centre (CSCS)

Switzerland Piz Daint - Cray XC30,

Xeon E5-2670 8C

2.600GHz, Aries

interconnect , NVIDIA

K20x

Cray Inc.

115,984 6,271.0 7,788.9 2,325

9 HLRS -

Höchstleistungsrechenzentrum

Stuttgart

Germany Hazel Hen - Cray XC40,

Xeon E5-2680v3 12C

2.5GHz, Aries

interconnect

Cray Inc.

185,088 5,640.2 7,403.5

2.中国进展

2009年金秋时节，天河一号横空出世。2010年11月，经过系统升级后的天河一号，在第36届国际超级计算机500强排行榜上位居世界第一。

天河二号——六连冠

排名第一

2010年，中国国防科学技术大学研制的“天河一号”曾在第三十六届超级计算机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“天河二号”又重返冠军领奖台。

二连冠

2013年，在德国莱比锡举办的2013年度全球超级计算机技术大会，负责调查有关全球各国研发大型超级计算机排行情况的国际大型超级计算机TOP 500组织，公布了最新全球超级计算机TOP 500强排行榜榜单；在本次大会上由中国政府国家科技部与中国国防科学技术大学共同研制的名为“天河二号（”又称银河2号）的大型超级计算机以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度成为全球最快的超级计算机。

三连冠

2014年6月，由国防科技大学研制并落户国家超级计算广州中心的天河二号超级计算机，23日再次荣登全球超级计算机500强排行榜榜首，获得世界超算“三连冠”。天河二号超级计算机是国防科技大学承担的国家“863”计划和“核高基”国家科技重大专项项目。

四连冠

2014年11月，在美国新奥尔良市召开的世界超级计算机大会上，天河二号在国际TOP500组织首次正式发布的超级计算机高性能测试排行榜上位居世界第一。此前，由该组织发布的第44届世界超级计算机500强排行榜中，天河二号以峰值计算速度达每秒5.49亿亿次、持续计算速度达每秒3.39亿亿次位居榜首，获得“四连冠”。

五连冠

2015年7月13日，国际TOP500组织在德国举行了2015年国际超级计算机大会，并在大会上发布全球超级计算机500强最新榜单，中国“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度第五次蝉联冠军，获得“五连冠”。

六连冠

2015年10月16日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国公布，“天河二号”超级计算机以每秒33．86千万亿次连续第六度称雄。

3.体系结构

天河二号：

天河二号超级计算机系统由170个机柜组成，包括125个计算机柜、8个服务机柜、13个通信机柜和24个存储机柜

在每个主板上有2个计算节点，而每个框架则有16个主板，4个框架组成一个机柜，整个系统由125个机柜组成。

每个计算节点主板分为两块，一块CPU一块APU，CPU上有4核Ivy Bridge、内存和一个Xeon Phi协处理器，而APU基板上则承载着5个Xeon Phi协处理器.CPU和APU之间有5个水平插入的链接口，由Ivy Bridge内置的PCI-E 2.0进行连接，虽然Ivy Bridge内置为PCI Express 3.0接口，但Xeon Phi仅支持2.0，单个通路为10Gbps带宽。

计算节点的前端处理器为4096个FT-1500处理器， FT-1500处理器是由国防科技大学为天河1研发，其可以说是天河1项目的最大收获，其为16核心的Sparc V9架构处理器，在40nm工艺情况下运行频率为1.8Ghz，峰值性能为144 Gflops/s，功耗为65W，但相比英特尔22nm 12核 2.2GHz 211Gflops/s性能的Ivy Bridge还是有明显差距。

【前端处理器(front end processor,FEP)，通常也被称为通信控制器，其主要功能是释放主机以运行应用程序。这样，主机就不会不断地被外部设备打扰，使得它能更有效地处理应用。它可以是复杂的前台大型计算机接口或者简单的设备如多路复用器、桥接器和路由器等。这些设备把计算机的并行数据转换为通信线上传输的串行数据，并完成所有必要的控