| 词条 | 中国魔方超级计算机 |
| 释义 | 中国魔方超级计算机是中国首台百万亿次超级计算机，产品序列名称“曙光5000A”。曙光5000采用新型“超并行”体系结构（Hyper Parallel Processing，简称HPP），是中国自主知识产权产品，具有高性能、高效率、高密度、高性价比、低功耗以及广泛适用等特点。曙光5000适用于各个领域的大规模科学工程计算、商务计算，还可以作为各种数据中心、云计算中心的支撑平台。 中国魔方超级计算机-命名上海超级计算中心对这台超级计算机采用双命名形式，除已有的产品序列名称“曙光5000A”外，特地向公众征集个性名称。活动历时3个月，经过几轮的筛选，最后命名为：魔方（Magic Cube）。魔方代表了对未知的探索和大自然的无穷变化，魔方的变化多样性正体现了现代超级计算机的可重构特性。在魔方转动过程中寻求规律、最终达致完美几何图形，与科学研究工作者在看似无序的世界中寻求物质本质和自然规律的特征十分契合。 中国魔方超级计算机-研制超级百万亿次计算机“曙光5000A”在上海超级计算中心启用 中国“魔方”的研制，要追溯到2007年。这年年底，曙光和微软结成战略合作伙伴，在高性能计算机领域展开全面的合作。2008年6月，在一系列紧张而有序的前期准备工作之后，曙光和微软联合工程师团队开始向全球超级电脑10强进军。同月，在首台安装Windows HPC Server 2008的服务器上进行的单节点测试中，运算效率达到了86%，为同期各类操作系统中最高；7月，微软工程师在曙光天津产业基地进行的32节点测试中，运算效率达到84%，各个服务器之间协同工作效率非常好。 2008年9月12日，工程师团队正式进驻中科院计算所地下车库二层临时搭建的数据中心，开始对全部1920个节点7680个CPU进行大规模测试和优化。 2009年5月15日，这台百万亿次超级计算机由北京运抵上海超级计算中心。经过一个月的安装调试，“魔方”于2009年6月15日正式开通运行。 中国魔方超级计算机 - 设计特点外观“曙光5000A”由67个两米左右高、一米左右宽的黑色柜子组成，它们并排站在100平方米左右的玻璃柜里，柜子上各色小灯闪烁，头顶上是交错密布的电线。“曙光5000A”非常怕热，超算中心在房屋设计上充分考虑到散热的要求，大量的空调降温设备使“曙光5000A”的环境保持在22℃左右。此外，“曙光5000A”还要求24小时不断电，需要配备十几个工程师照顾它。 “曙光5000A”算得神速、算得精准，源于CPU芯片的高密度集成。这67个像黑色电话亭似的大家伙就是曙光5000A的若干机柜。每个机柜都相当于800台普通家用电脑的运算能力。另外，曙光5000A还有15个存储机柜，全机总存储容量达500千万亿字节，相当于50万个1G的U。 性能曙光5000A高性能计算机采用最新的四核AMDBarcelona(主频2.0GHz)处理器，采用基于刀片架构的HPP体系架构，共有约30000颗计算核心，大于100TB海量内存，700TB数据存储能力，采用低延迟的20Gb的网络互联，其设计浮点运算速度峰值为每秒230万亿次，Linpack测试速度预测将达到160T，效率大于70%，是目前国内运算速度最快的高性能计算机。曙光5000一天完成的工作量，相当于全中国所有人每天24小时、每年365天利用手持计算机不停地进行计算，46年时间的工作量。 曙光5000采用4路刀片节点和8路胖节点设计，大幅提高了系统并行应用度及实用性。CPU核心内部采用直连内存访问技术，可在节点内实现无阻塞得内存访问带宽及延迟。刀片节点单CPU核最大支持64GB内存，胖节点单CPU核最大支持128GB，可满足特殊行业挑战性需求。 曙光5000采用了基于ConnectX的DDRInfiniband互联，二叉树无阻塞设计，实现了20Gb的传输速率，1.3us的业界最低通信延迟。曙光5000的高效并行文件系统，可以提供70GB/s的磁盘I/O访问带宽。 高密度曙光5000全球首次采用了4路4核的刀片服务器设计，在7U高度的机箱内可部署了40颗CPU，实现160个计算核心的计算密度。曙光5000的单机柜内可以部署5个7U高度机箱，这意味了曙光5000单机柜即可实现200颗CPU，800个计算核心的超高计算密度，理论计算峰值7.5万亿次。 曙光5000所采用的刀片服务器应用了全内置的ConnectXDDR二层交换模块，管理Ethernet网交换模块; 可靠性机群计算节点之间的高速互连网络是构建高性能机群系统的关键技术，是影响机群系统整体性能的关键因素。因此，曙光5000的高速互联是高性能计算机成功的关键。 曙光5000采用了全冗余刀片服务器设计，使系统中无单一故障点，较机架式Cluster减少了70%以上的系统电缆连接。 曙光5000采用了全冗余的网络设计，机群内部采用了全无阻塞的InfinibandCLOS网络构建计算存储网络，冗余万兆级联的无阻塞Ethernet互联网络。 曙光5000的全内置ConnectXDDRInfiniband二层交换，减少了50%的Infiniband连线，全面采用光纤传输技术，降低高速信号衰减。 曙光5000采用的液冷机柜拥有冗余的制冷风扇，并采用智能散热控制，能有效避免系统过热带来的系统停机。 曙光5000A采用了曙光自主开发的GridView集群管理管理系统。该管理系统提供统一的集中式监控平台，具备可扩展性、集成性、可靠性和易用性。使得当部署运行环境等发生异常时系统能够运行在可控的范围内，并进行准确的异常定位提示。 低能耗目前的高性能计算机能耗都非常大，动辄兆瓦级别，曙光5000在功耗方面与其他品牌两百万亿次计算机相比具有绝对优势。 曙光积极响应国家“节能减排”、“建设节约型社会”的号召，在曙光5000中采用了多项具有大量的尖端节能措施，即使在满负载运行的状态下，功耗也仅为其他品牌同级别高性能计算机的六分之一，不带水冷系统运行时功耗为720千瓦，带水冷系统运行时功耗为1000千瓦。 曙光5000由于采用了以下世界领先技术，可为用户节约大量耗电量。 1)低功耗CPU设计，比常规CPU节约30%耗电，全系统因采用低功耗CPU产生的节电规模超过200KW; 2)标准DDR2内存设计，比采用FBDDDR2内存节约60%耗电，全系统因采用DDR2内存产生的节电规模超过300KW; 3)全系统刀片设计，比常规机架式节电节约10%耗电，全系统因采用刀片架构产生的节电规模约60KW; 4)液冷系统散热技术，比常规空调制冷节约30%空调耗电，全系统因采用液态制冷技术产生的节电规模约60KW; 5)节能软件的利用，采用节能软件和作业调度相结合，系统全年预计可节约20%的耗电。 结论：曙光5000超级计算机的节能技术，每年可为用户节约用电700万度，折合人民币700万元左右! 低价格高性能服务器的价格一直让人望而却步，但曙光5000的价格“平易近人”。百万亿次计算规模的曙光5000售价还不到高效能1亿元人民币，为当前其他厂商同等规模高性能计算机的1/6-1/7。同时曙光5000年运营(含空调系统)耗电约800万度。 曙光将为曙光5000提供3年全免费保修，并终身提供免费技术服务。 曙光5000具有全系统统一的智能监控管理系统，能有效减少人工干预。 自主知识产权曙光5000高性能计算机的体系架构、主计算单元的刀片服务器及胖节点，刀片主板，散热及信号仿真，基于ConnectX的DDRInfiniband交换模块完全由曙光公司在中科院计算所的支持下自主设计，全部达到了国际领先水平。首次采用的水冷系统也拥有部分知识产权。在设计过程中完全符合中国自己的刀片服务器标准。在自主创新的研制过程中，曙光取得了多项业界第一，并在系统研发设计阶段获得50余项自主专利。 业界最早实现了4路4核的高密度刀片系统; 业界最早实现了同等尺寸的8路4核SMP主板设计; 业界最早实现了基于IOE的通用刀片系统， 业界最早实现了ConnectX的DDRHCA和Infiniband交换的刀片内集成 高可应用性曙光5000不仅像其他品牌高性能计算机一样可以应用于高性能计算，还可以应用于信息服务，电子政务，网络游戏等常见商业应用。 曙光5000可广泛运行证券指数计算、电力安全评估、建筑工程抗震性评估、天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、汽车碰撞、电磁辐射、计算流体力学、基因匹配与拼接、蛋白质结构分析和材料科学等20多个应用领域。 在商业应用方面，由于曙光5000A使用SuseLinux和WCCS，可广泛运行目前Linux和Windows下的主流的行业软件，用户不需要对普通平台上开发的软件进行任何更改，既可使用。 中国魔方超级计算机 - 应用领域曙光5000A投入应用后，将为气象、海底隧道、环保、船舶、大飞机制造、汽车、建筑、钢铁、石油、机电、高校、科学院等领域提供强有力的计算服务，为城市减灾防震提供安全保障。 “曙光5000A”既可以对物理现象仿真和模拟，也可以用于我们日常生活用品的设计。拿目前中国正在研制的“大飞机”项目来说，以往主要依靠风洞试验，在特定场所用鼓风机模拟高空飞行的状态，来测试飞行的各项数据。一次试验的花费就超过千万，而整个研制过程需要很多次试验。现在有了曙光5000A，整个试验过程都可以通过电脑模拟。 目前国内的天气预报只能预报3天，而发达国家可以预报10天，有了“曙光5000A”后也可以达到这个水平。在预报个性化服务上，超算也能显身手，比如可为爬山的人提供山上和山下不同的温度预报，甚至可预报马路上水坑的水量。 中国魔方超级计算机 - 世界排名在2008年11月17日最新公布的全球高性能计算机TOP500强排行榜中，由中科院计算所国家智能计算机研究开发中心、曙光信息产业(北京)有限公司、上海超级计算中心联合研制，并由曙光公司定型制造的集群超级计算机--曙光5000A以峰值速度230万亿次、Linpack测试值180万亿次的成绩排名世界超级计算机第10，截止2010年8月11日，排名为第24位。这一成绩让中国成为世界上第二个可以研发生产超百万亿次超级计算机的国家。 中国魔方超级计算机 - 使用效率"魔方"自2009年6月正式落户上海超级计算中心一年多来，使用率不断攀升，尤其是进入2010年以来，使用率逐渐接近饱和，在2010年7月“魔方”使用率首破 80%，达到83．67%，累计开设用户账户达到248个。 |
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