事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識(shí)之科技常識(shí)：天河二號(hào)(上)
數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，讓社會(huì)變成了一個(gè)數(shù)據(jù)的海洋，數(shù)據(jù)的處理和運(yùn)算速度，影響著各個(gè)行業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展，也正因?yàn)槿绱?，超?jí)計(jì)算機(jī)誕生了。在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域當(dāng)中，國(guó)際上有一個(gè)賽事相當(dāng)于體育界的奧運(yùn)會(huì)。在這項(xiàng)賽事當(dāng)中，我們國(guó)家的超級(jí)計(jì)算機(jī)天河二號(hào)連續(xù)六屆取得了冠軍。據(jù)說(shuō)它一分鐘的計(jì)算量，相當(dāng)于全球72億人算25年。
為了檢驗(yàn)計(jì)算的能力，1993年世界超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排行榜誕生，它是用統(tǒng)一的軟件，測(cè)試出“超算”的運(yùn)算速度，以此為基準(zhǔn)，每年兩次發(fā)布世界上運(yùn)算能力最強(qiáng)的500臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)排名，由于參與這一榜單沒(méi)有國(guó)籍等條件限制，世界上任何國(guó)家的所有“超算”都能參賽，因此這就成為了世界上最權(quán)威的“超算”榜單，堪稱“超算”領(lǐng)域的奧運(yùn)會(huì)。
2010年國(guó)防科技大學(xué)研究的天河一號(hào)打破美日兩國(guó)對(duì)“冠軍”的壟斷，在榜首位置留下中國(guó)“超算”的名字，改寫(xiě)了“超算”行業(yè)格局，在此之后，我國(guó)科技工作者再接再厲，研制出天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)，自2013年起天河二號(hào)連續(xù)六次摘得“全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)”冠軍，創(chuàng)造了“超算”行業(yè)至今無(wú)人能打破的紀(jì)錄，那么這臺(tái)“冠軍”計(jì)算機(jī)和普通計(jì)算機(jī)有哪些區(qū)別，這個(gè)“冠軍”頭銜與普通人又有什么關(guān)系呢？
超級(jí)計(jì)算機(jī)主要是要用于科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)革命?？茖W(xué)研究有四種手段，以前是有三種手段，一個(gè)是理論推導(dǎo)，二是物理實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，三是基于計(jì)算機(jī)做模擬計(jì)算，現(xiàn)在又多了一種手段是大數(shù)據(jù)分析，也是基于超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。超級(jí)計(jì)算機(jī)就提供了科學(xué)研究的重要手段。
超級(jí)計(jì)算機(jī)與普通計(jì)算機(jī)的組成方面差別并不是很大，但是超級(jí)計(jì)算機(jī)并不是把硬件簡(jiǎn)單地堆砌在一起就可以，它是通過(guò)集群管理系統(tǒng)把一個(gè)個(gè)服務(wù)器統(tǒng)一地協(xié)調(diào)管控起來(lái)。打個(gè)比方，假如說(shuō)每一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)是一個(gè)戰(zhàn)士的話，把一堆戰(zhàn)士聚集在一起，如果沒(méi)有一個(gè)高速指揮控制系統(tǒng)，那這些戰(zhàn)士還是散兵，就是一盤(pán)散沙，通過(guò)集群管理軟件統(tǒng)一發(fā)號(hào)施令，就相當(dāng)于一個(gè)指揮部，這樣就使戰(zhàn)士匯聚在一起，以少勝多就具有超強(qiáng)的戰(zhàn)斗力。這樣就使超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)生了質(zhì)變，具有不同于普通計(jì)算機(jī)的三大“超級(jí)”特點(diǎn)，一個(gè)是速度“超級(jí)”快，升級(jí)以后的天河二號(hào)，峰值計(jì)算達(dá)到了10億億次；二是容量“超級(jí)”足，天河二號(hào)的存儲(chǔ)容量是普通計(jì)算機(jī)的百萬(wàn)倍以上，升級(jí)后存儲(chǔ)總量為19PB，一本圖書(shū)假如說(shuō)是10萬(wàn)字，那可以存儲(chǔ)1000億冊(cè)這樣的圖書(shū)；三是體積“超級(jí)”大，天河二號(hào)有170個(gè)機(jī)柜，整個(gè)占了720平方米，“超算”中心就是一棟樓，因?yàn)檫€有供電、散熱配套設(shè)備。
天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)由170個(gè)機(jī)柜，16000個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，它的集群管理軟件可以控制“超算”中的上萬(wàn)顆處理器，共同協(xié)作完成任務(wù)，當(dāng)這些處理器全力工作時(shí)，功率接近18000千瓦，與兩列動(dòng)車組的功率相仿。一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要有三個(gè)方面的核心技術(shù)，除了高效的集群系統(tǒng)管理軟件和先進(jìn)的處理軟件外，還需要高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，天河二號(hào)的光電混合高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可以成為上萬(wàn)個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的信息高速公路，使“超算”內(nèi)部海量數(shù)據(jù)交換暢通無(wú)阻，我國(guó)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方面均具有世界先進(jìn)水平，但是我國(guó)的中央處理器制造技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平還有一定差距。為此，國(guó)防科技大學(xué)采用中央處理器和圖形加速器組合模式，共同組成一個(gè)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)，從而極大的提高了運(yùn)算效率，使天河二號(hào)成為世界最強(qiáng)大的“超算”，并且所有工作都可以在云端遠(yuǎn)程操作完成。
那么天河二號(hào)究竟在哪些領(lǐng)域能夠發(fā)揮作用呢，我們下次一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！
