超级计算机现状与发展趋势
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SUN E10000/15000,SGI Origin 2000/3000和我国的银河三号,神 威一号等 国外的”雷鸣”.”闪电”,”红色 风暴”和国内的曙光4000系列, 联想1800/6800,浪潮天梭 TS10000,巨星10000等.
冯.诺依曼体系超级计算机架wk.baidu.com图
P
M
单处理器架构
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M
• 联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力 学,基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
• 排名 安放地点
(2003.11)
超级计算机 / 制造公司
• 1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
• 2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
•
序
•
在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋
白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们
生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设
计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不
夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的
直接或间接的服务……
一、什么是超级计算机
• 根据美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室对超级计算机(HPC)的定义: • HPC是由8个或更多的计算机节点组成，作为单个高性能机器工作的集群。 • 通俗地讲，超级计算机就是能够进行大规模超速运算的计算机。
二.超级计算机的发展历程回顾
“巨型机之父”——西蒙.克雷
• 从真正意义上来说，研制出符合超级计算机定义 产品的人应是西蒙.克雷（S.Cray)博士,此人后来被
西方称为”巨型机之父”.1963年,他研制出世界上 第一台巨型机CDC6600,该共安装了35万个晶体管, 运算速度为1MFLOPS.
• 在这以后,巨型机走过了五代,即单芯片系统、向量 处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存 结构和机群系统(CLUSTER). 超级计算机的日渐火 爆也吸引了软件巨头微软. 最近微软件表示他也要 涉足HPC领域,已独立成立了“高性能计算”部门, 并计划针对HPC开发一款”Windows Server HPC Edition”的新版本操作系统.
• 8 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 ASCI White(IBM)
• 9 美能源部超级计算中心
Seaborg(IBM)
• 10 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 XseriesClusterXeon 2.4GHZ(IBM)
• 11 日本宇宙航空研究实验室
PRIMEPOWER(富士通)
共享内存多处理器架构
PPP
PPP
M
PPP
向量处理器架构
System Area Network
P
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M
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M
分布内存多处理器架构
关于机群(CLUSTER)架构
• 根据TOP500官方网站的资料统计,在荣登榜名的系统中,有320套使用INTEL 的处理器,54套使用IBM POWER处理器,48套采用HP PA-RISC, 采用AMD处理 器的有31套.
• 但因机群系统大量使用IA服务器,随着节点数的 增加,其耗能和散热问题严重,可管性和可用性和可 持续运算能力大大降低.按目前技术水平,很难做到 一万个节点以上.
联想“深腾6800”超级计算机
联想“深腾6800”超级计算机
• 是国家“863”高科技计划设立的“高性能计算机 及核心软件”重大专项中“面向网格的高性能计 算机”课题项目,于2003年11月研制成功,名列第22 届TOP排列榜的第14名.它包括256个四路结点机, 1060个主频为1.3G的安腾2处理器芯片,内存总容 量2.6TB,磁盘容量80TB.其高速网络是Quadrics公司 的产品QsNet,点对点通信带宽300MB,峰值浮运算 速度5.324万亿次.
超级计算机现状 与发展趋势
目录
• 一.什么是超级计算机 • 二.超级计算机的发展历程回顾 • 三.超级计算机的应用 • 四.下一代的超级计算机
序
• 处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家 的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具 有举足轻重的意义.超级计算 (SUPERCOMPUTING ) 、高性能计算( High Performance Computing, HPC )的话题在近两年来是 一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、 浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能 有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从 全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算 系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚 至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来 越快.
• 3 美维吉尼亚理工大学
X(维吉尼亚理工大学)
• 4 美国家超级计算机应用中心 Tungsten(戴尔)
详见
• 5 美西北太平洋国家实验室
Mpp2(惠普)
• 6 美Los Alamos国家实验室
Lightning(Linux NetworX)
• 7 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 MCR LinuxCluster Xeon 2.4GHz
超级计算机的五代
第一代 第二代 第三代 第四代
结构
单芯片系统
向量处理系统
大规模并行处理 (MPP)体系 共享内存结构
第五代 机群系统 (CLUSTER)
典型代表
CDC7600,IBM360
Cray XMP,Cray YNP,NEC SX2 和我国的银河一号,银行二号 IBM SP2,Intel Paragon和我国的 曙光2000,3000等
• 在TOP500中,有296套系统采用了机群系统.占了49.8%.在前10名的系统中,机 群系统占了7个.
• 机群系统采用普通商业芯片和内连技术.
关于机群(CLUSTER)架构
• 机群架构脱胎于早年的大规模并行处理(MPP, Massive Parallel Processing ).它大受青睐的原因是其 经济性和公开性,与MPP不同之处是,它一般采用廉 价的普通服务器为运算节点,小规模的系统一般用 以太网内连,外加免费公开的操作系统LIUNX和并 行编程接口MPI. 使超级计算机的造价告别了天文 数字,应用足迹也能涉足千家万户.
冯.诺依曼体系超级计算机架wk.baidu.com图
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单处理器架构
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• 联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力 学,基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
• 排名 安放地点
(2003.11)
超级计算机 / 制造公司
• 1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
• 2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
•
序
•
在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋
白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们
生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设
计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不
夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的
直接或间接的服务……
一、什么是超级计算机
• 根据美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室对超级计算机(HPC)的定义: • HPC是由8个或更多的计算机节点组成，作为单个高性能机器工作的集群。 • 通俗地讲，超级计算机就是能够进行大规模超速运算的计算机。
二.超级计算机的发展历程回顾
“巨型机之父”——西蒙.克雷
• 从真正意义上来说，研制出符合超级计算机定义 产品的人应是西蒙.克雷（S.Cray)博士,此人后来被
西方称为”巨型机之父”.1963年,他研制出世界上 第一台巨型机CDC6600,该共安装了35万个晶体管, 运算速度为1MFLOPS.
• 在这以后,巨型机走过了五代,即单芯片系统、向量 处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存 结构和机群系统(CLUSTER). 超级计算机的日渐火 爆也吸引了软件巨头微软. 最近微软件表示他也要 涉足HPC领域,已独立成立了“高性能计算”部门, 并计划针对HPC开发一款”Windows Server HPC Edition”的新版本操作系统.
• 8 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 ASCI White(IBM)
• 9 美能源部超级计算中心
Seaborg(IBM)
• 10 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 XseriesClusterXeon 2.4GHZ(IBM)
• 11 日本宇宙航空研究实验室
PRIMEPOWER(富士通)
共享内存多处理器架构
PPP
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PPP
向量处理器架构
System Area Network
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分布内存多处理器架构
关于机群(CLUSTER)架构
• 根据TOP500官方网站的资料统计,在荣登榜名的系统中,有320套使用INTEL 的处理器,54套使用IBM POWER处理器,48套采用HP PA-RISC, 采用AMD处理 器的有31套.
• 但因机群系统大量使用IA服务器,随着节点数的 增加,其耗能和散热问题严重,可管性和可用性和可 持续运算能力大大降低.按目前技术水平,很难做到 一万个节点以上.
联想“深腾6800”超级计算机
联想“深腾6800”超级计算机
• 是国家“863”高科技计划设立的“高性能计算机 及核心软件”重大专项中“面向网格的高性能计 算机”课题项目,于2003年11月研制成功,名列第22 届TOP排列榜的第14名.它包括256个四路结点机, 1060个主频为1.3G的安腾2处理器芯片,内存总容 量2.6TB,磁盘容量80TB.其高速网络是Quadrics公司 的产品QsNet,点对点通信带宽300MB,峰值浮运算 速度5.324万亿次.
超级计算机现状 与发展趋势
目录
• 一.什么是超级计算机 • 二.超级计算机的发展历程回顾 • 三.超级计算机的应用 • 四.下一代的超级计算机
序
• 处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家 的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具 有举足轻重的意义.超级计算 (SUPERCOMPUTING ) 、高性能计算( High Performance Computing, HPC )的话题在近两年来是 一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、 浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能 有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从 全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算 系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚 至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来 越快.
• 3 美维吉尼亚理工大学
X(维吉尼亚理工大学)
• 4 美国家超级计算机应用中心 Tungsten(戴尔)
详见
• 5 美西北太平洋国家实验室
Mpp2(惠普)
• 6 美Los Alamos国家实验室
Lightning(Linux NetworX)
• 7 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 MCR LinuxCluster Xeon 2.4GHz
超级计算机的五代
第一代 第二代 第三代 第四代
结构
单芯片系统
向量处理系统
大规模并行处理 (MPP)体系 共享内存结构
第五代 机群系统 (CLUSTER)
典型代表
CDC7600,IBM360
Cray XMP,Cray YNP,NEC SX2 和我国的银河一号,银行二号 IBM SP2,Intel Paragon和我国的 曙光2000,3000等
• 在TOP500中,有296套系统采用了机群系统.占了49.8%.在前10名的系统中,机 群系统占了7个.
• 机群系统采用普通商业芯片和内连技术.
关于机群(CLUSTER)架构
• 机群架构脱胎于早年的大规模并行处理(MPP, Massive Parallel Processing ).它大受青睐的原因是其 经济性和公开性,与MPP不同之处是,它一般采用廉 价的普通服务器为运算节点,小规模的系统一般用 以太网内连,外加免费公开的操作系统LIUNX和并 行编程接口MPI. 使超级计算机的造价告别了天文 数字,应用足迹也能涉足千家万户.