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随着第一台国产千万亿次超级计算机29日在湖南长沙亮相，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。超级计算机是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。“天河一号”的设计始于2008年，国防科技大学是“天河一号”的研制者。1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”，同样诞生在这所大学。中国传统文化里，“天河”是银河的别称。国防科技大学校长张育林说，这台计算机的名字暗示着天津与“银河一号”计算机诞生地之间的合作。
速度牛 计算一天顶微机160年
全系统峰值性能为每秒1206万亿次，Linpack实测性能为每秒563.1万亿次。这意味着，“天河一号”计算一天，一台配置Intel双核CPU、主频为2.5GHz的微机需要计算160年。全系统包含6144个通用处理器（CPU）和5120个加速处理器（GPU），仅系统级软件就有20多万行代码。按照每人每个小时写20行代码的速度，需要写1万小时。
七大技术打造“中国第一”
一台千万亿次的“天河一号”，是否等于10个百万亿次巨型机之和？中国科学院院士周兴铭说，系统的效能绝不是各单元计算效能的简单叠加。
“如果用高性能微处理器直接堆出一个千万亿次的系统，功率会大得惊人，用户可能连电费都付不起。”周兴铭说，“天河一号”采用7项关键技术，使得“一加一”的结果尽量接近“二”，从而发挥出机器最大的整体效能。
“天河”具有四大特点
周兴铭介绍，这台计算机具有四大特点：
高性能 无论是1206万亿次的峰值性能，还是563.1万亿次的Linpack实测性能，均位于国内榜首、世界一流。
低能耗 “天河一号”目前能耗比为每瓦4.3亿次运算，与排名第一的美国“走鹃”相当。
高安全 “天河”实现了不同用户间数据和工作信息的相互隔离。对用户来说，相当于到银行租个保险柜，钥匙掌握自己手里。
易使用 “傻瓜化”的操作界面和菜单、鼠标等常规操作，让机器的使用变得简单。同时，“天河”能运行来自各行业的各种程序，不存在兼容性问题。
天河一号干什么用
从天津滨海新区管委会获悉，“天河一号”将于2009年底至2010年在天津滨海新区安装部署，成为国家超级计算天津中心的业务主机。由此，国家超级计算天津中心将成为我国首个具有千万亿次计算能力的超算中心，跻身世界少数几个具有千万亿次计算能力的超算中心行列。
“天河”工程办公室主任李楠说，“天河一号”在投入使用后将实现三大功能。第一，作为提供超级计算服务的全球公共科研设施，“天河”向国内外用户开放。无论身在何处，用户都可以通过国际互联网使用“天河”进行科学计算。第二，作为产业带动平台，“天河”上集中的当今时代最先进的信息技术将逐步转移到其他产业，从而解决国家与社会发展中的各种问题。第三，作为吸引人才的平台，“天河”将进一步汇聚来自世界各地的尖端技术人才，对国民经济和世界科技的可持续发展作出更多贡献。
“我国对高性能计算机的需求已经进入一个高峰期。”李楠说，“天河”将用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘探和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、环渤海生态动力和污染数值模拟、基础科学理论计算等方面。
天津滨海新区科技局局长朱希进说，“天河一号”适用于大规模科学与工程计算，其广泛应用将大大提升滨海新区高科技服务业水平。他说，天津的很多科研机构和企业得知“天河一号”将“落户”天津，都非常振奋、高兴，一些企业已经提前预订了“天河一号”的超算服务。
李楠介绍，超级计算机的应用与老百姓的生活息息相关，最常见的天气预报就是超级计算的结果。而随着超级计算机的服务能力在未来进一步拓展，很可能会诞生一个庞大的巨型机服务产业，面向个人用户提供服务。“比方说，未来的天气预报可能进一步定时化，个人可以随时询问某个局部区域在某个特定时间段的天气情况。”
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国家超级计算天津中心选址于天津滨海新区服务外包产业聚集区，建筑面积一万平方米。目前，中心正在紧张地进行基础设施建设和设备安装前的准备工作，预计今年底开始投入运营，明年5月全部建成投入使用。
百万万亿次计算机还多远
科学家预计，未来10年左右时间，世界上将研制出运算速度超过每秒百万万亿次（即10的18次方）的超级计算机。这个速度是目前世界上最快计算机的1000倍。
国防科技大学教授窦文华说，超级计算机性能的发展遵循千倍定律，即每隔10年性能就会提高1000倍，而实际上发展的速度可能更快。他预测，研制10的21次方级别计算机将是2030年前后的事情，目前的半导体技术将不能支撑，或许会采用纳电子技术，再往后或许将产生量子计算技术。
窦文华说：“人类对于高性能计算机的需求是没有止境的。这其中每一个台阶都需要从基础理论到实践技术以及应用技术的重大创新和跨越。”
解读
中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际，计算机专家进行了全方位解读。
比预期时间提前一年
“我听到‘天河一号’研制成功的消息时很震惊，我们原来预计千万亿次的计算机要到2010年年底才在中国出现。”中国科学院软件所研究员张云泉说。
在超级计算机不断提高运算速度的过程中，千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。截至2009年6月，世界上仅有3台千万亿次的计算机。
天河一号性能全方位解读
全系统峰值性能：每秒1206万亿次；“天河一号”计算一天，一台配置Intel双核CPU、主频为2.5GHz的微机得算160年。
共享存储总容量：1PB；按国内数字图书馆应用软件的图片格式PDG计算，如果平均每册书大小约10MB，“天河一号”的存储量相当于4个国家图书馆之和。
重量：1.5吨X103；“天河一号”由103台机柜组成，每个机柜占地1.44平方米，高两米，重1.5吨，系统总重量相当于19个“神舟”飞船。
CPU、GPU数量：6144个CPU、5120个GPU；每人每个小时写20行代码的速度，需要写1万小时。
互相通信网络单根线传输速率：10Gbps； 每秒钟要传输800亿比特的信息。这是国际上最快的速率，相当于在“天河一号”计算机内部修了一条信息高速公路。
科技人员平均年龄：36岁；直接参与“天河一号”研发的科技人员有200多人。
投资：6亿人民币
使用寿命：10年
每小时耗电量：与目前峰值性能排名世界第一的美国“走鹃”超级计算机相当。
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