高性能计算在中国的发展历程

互联网 | 编辑: 杨雪姣 2007-06-25 18:05:00转载 返回原文

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11月,中国软件协会数字软件分会、国家863高性能计算机评测中心公布了2006年中国HPC TOP100强厂商,其中国产厂商占到41%的市场份额,虽然所用到的处理器还全部是国外的产品,而且这些数据对于我们国家来讲,并不乐观,但是与前一年度所占市场份额相比,这已经是一个非常大的进步了。

俗语云:“天有不测风云”,正因为与人们生活息息相关的天气变幻莫测,人类自古以来就对气象保持着孜孜不倦的研究与探索。从经验感觉到简单的土圭测日影,从神秘的古观象台到气象卫星,从人力推算到高性能计算机,倾注了无数人大量的心血和努力。对于现代天气预报和气象研究工作,高性能计算机占据了极其重要的位置。

气象工作离不开高性能计算机,而且每隔三四年就有一次主机的更新,速度还要提高一个数量级。在前10年,我们还只能选择国外品牌的高性能计算机,而近几年我国的国产高性能计算机已经大量应用在了现代天气预报和气象研究方面。

除了气象领域,在航天、科研、教育等各行业,我国的高性能计算技术都得到了广泛的应用。

高性能计算,又被简称HPC。

HPC包含两个方面内容

那么,高性能计算到底包含哪些内容呢?著名高性能计算专家梁国平研究员在接受赛迪媒体的采访时表示,高性能计算应该包括两个方面的内容,一个是用多个CPU来做同一个问题的计算,也就是并行计算;另一个则是通过互联网的方式,在做计算的时候不仅要用到本地的计算机,还可以用到外地的计算机,可以用到全国各个并行机,这个模式是通过互联网的形式进行高性能计算,也就是可能用到多个并行机同时做计算,所以高性能计算包括并行计算和使用互联网功能的多台计算机的并行计算。

现在,高性能计算也被大范围地应用在了数字试验、数字模拟、数字仿真等方面,通过数字计算机,人们开始进行产品的设计,尤其是虚拟产品、虚拟设计方面,尤其在航空、航天业,高性能计算的这个特性更是得到了更为广泛的应用。


中国HPC 2006年市场份额达41%

11月,中国软件协会数字软件分会、国家863高性能计算机评测中心公布了2006年中国HPC TOP100强厂商,其中国产厂商占到41%的市场份额,但是所用到的处理器全部是国外的产品,其中又以英特尔和AMD、HP为主。其中,英特尔占到了半数以上的市场份额。而在这些应用中,又尤以能源、石油、地球物理、工业、企业应用以及高校科研计算为主。

虽然这些数据对于我们国家来讲,并不是很乐观,但是与前一年度所占市场份额相比,这已经是一个非常大的进步了。

HPC发展仍受局限

HPC在中国的发展虽然很快,但是限制HPC发展的因素还是存在。

首先是在核心技术方面,除CPU关键技术的缺失之外,高性能设备在单节点内存容量、I/O控制方面均与国外的产品有着很大的差距,难以满足一些用户对于高性能计算的需求。这一点我们可以从2006年中国HPC TOP100强的数据分析中找到答案。

其次则是应用于高性能计算的应用软件直接影响了高性能计算机的发展。对此,梁国平也表示,相比于高性能计算的技术研发来讲,应用于高性能计算的软件研发要难得多。这不仅表现在并行软件要比单CPU的软件复杂得多,更重要的是应用于高性能计算的软件很多是需要从零开始的,而且研发周期之长也直接将部分实力欠缺的软件厂商拒在了门外。

最后就是高性能计算的价格了,动辄百万甚至上千万的价格,让很多的科研机构望而却步。高性能计算要想得到更大范围的普及,价格方面的因素作为厂商来讲就必须得考虑。

现在用户对于高性能计算机的需求增长非常迅速,但是高性能计算机作为高端产品在易管理性和易使用性方面与PC机等低端计算机方面还有一定的差距,同时各种不同应用领域对高性能计算机的要求也有很大的区别,单纯给用户提供硬件产品已经远远满足不了用户的需求了。

高性能要想取得更大的进步,就只有在硬件产品的基础上,结合用户已有的应用系统,为用户设计出既充分考虑用户目前应用基础,又符合未来应用发展趋势的整体解决方案,才能真正吸引客户。

所以整体解决方案、应用的测试和实力以及高性能计算机厂商的技术和服务实力是用户在采购高性能计算机时所必须考虑的因素。“方案”、“考察”、“测试”已经成为HPC用户的购买3部曲。

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1983年

由国防科技大学研制的银河Ⅰ型亿次巨型机系统的成功问世,标志着我国具备了研制高端计算机系统的能力。

1992年

曙光投入200万元研制曙光一号。随后,曙光一号、曙光1000、曙光2000、曙光3000、曙光4000相继问世。

1994年

银河Ⅰ的换代产品银河Ⅱ在国家气象局投入正式运行,其系统性能达每秒10亿次,大大缩短了我国与先进国家的差距。

1997年

银河Ⅲ并行巨型计算机在北京通过国家鉴定,峰值性能为每秒130亿浮点运算。

1999年

首台“神威Ⅰ”计算机通过了国家级验收,并在国家气象中心投入运行。

2000年

由1024个CPU组成的银河Ⅳ超级计算机系统问世,峰值性能达到每秒1.0647万亿次浮点运算。

2002年

世界上第一个万亿次机群系统联想深腾1800出世,获得2004年国家科技进步二等奖。

2003年

联想深腾6800问世把世界机群计算推向新的高峰。

2004年

曙光4000A成功研制,使中国成为继美国、日本之后第三个能研制10万亿次商品化高性能计算机的国家。

2005年

天梭荣获了国务院颁发的国家计算机硬件领域的最高奖项国家科学技术进步二等奖”。

2006年

浪潮作为国内唯一应邀参加Oracle VC认证的高性能服务器厂商,凭借其产品及系统的综合性能卓越表现在全球率先通过测试。

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