天河一号：中国“大脑”有望夺取世界第一

2010年09月08日11:10 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信字号：T|T

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资料图片：这是科研人员在对“天河一号”超级计算机进行系统性能测试。

研发超级计算机的并行工作原理也是如此。不同的计算子任务之间应当不断交流计算的进度，在需要的时候交换计算结果并且相互配合。这些工作无法完成，电脑就会产生大量的“额外开销”，消耗大量的电力，也完全实现不了自己应有的运算能力。

当超级计算机的研制提高到“千万亿次”的级别，计算规模越来越大，CPU的数量越来越多的时候，如何提高元件间的相互通信能力就成了学术界讨论的热点。与过去的超级计算机中单纯使用CPU不同，一些学者提出，可以将普通计算机中用于图形处理的图形处理器（GPU）应用在超级计算机中，成为计算过程中的“加速模块”。

“CPU与GPU的结合可以让相同计算能力的计算机的体积更小，消耗的能量也更低。”朱小谦说。

不过，在很长一段时间里，这两种处理器共同工作的模式一直停留在理论研究的阶段。美国已有的千万亿次计算机仍然保留了单纯使用CPU的方式，但“天河一号”的研发人员却第一次将学术界讨论的“概念机”变成了现实。

在“天河一号”一排排高大的机柜里，一共装有6144个CPU和5120个GPU，这就是它惊人运算速度的原因。有媒体描述说，“天河一号”一天的计算量，当前主流的双核处理器微机要算160多年。

朱小谦并不认同这样简单的比喻。“天河一号不能直接和一台微型电脑相比。”朱小谦说，“单个CPU并不能体现出它的速度，它的功能是整体协作的结果。”

他解释说，同样一台超级计算机，在用于天气预报的计算时可能速度特别快，但用于航空领域的计算时效果就没那么好。计算机的速度与程序的算法直接相关，因此，很难笼统地对它的速度进行直接评价。

不过在国际上，人们还是找到了衡量超级计算机的标准。通过运行一个世界通行的“基准测试程序包”，人们就能获得计算机的速度评价，甚至还有人每年以此为标准对超级计算机进行“世界500强”排名。

这个由德国人在1993年创立的排行榜每半年发布一次。在2009年11月发布的第34季超级计算机500强的排名中，一个月前刚研制成功的“天河一号”在全球排名第五，亚洲排名第一。这是中国计算机首次在这一榜单中进入前5名。

在2009年研发完成之后，国家超级计算中心的工作人员又对“天河一号”的性能进行了优化更新，其中CPU更是换成了国产自主研制的“飞腾”芯片，“性能更加强大”。

对于今年11月的新一轮“500强”排名，朱小谦非常保守地表示，“‘天河一号’很可能会有更好的名次。”而另一些超级电脑工业的科学家和工程师则提出，当今中国制造的超级电脑“很有可能摘取世界第一的桂冠”。