2022公共基礎(chǔ)知識之科技常識：天河二號（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?，超級?jì)算機(jī)誕生了。在超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域當(dāng)中，國際上有一個(gè)賽：據(jù)說它一分鐘的計(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年世界超級計(jì)算機(jī)TOP500排行榜誕生，它是用統(tǒng)一的軟件，測試出超算的運(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臺超級計(jì)算機(jī)排名，由于參與這一榜單沒有國籍等條件限制，世界上任何國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年國防科技大學(xué)研究的天河一號打破美日兩國對冠軍的壟斷，在榜首位置留下中國超算的名字，改寫了超算行業(yè)格局，在此之后，我國科技工作者再接再厲，研制出天河二號超級計(jì)算機(jī)，自2013年起天河二號連續(xù)六次摘得“全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)”冠軍，創(chuàng)造了超算行業(yè)至今無人能打破的紀(jì)錄，那么這臺“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，也是基于超級計(jì)算機(jī)來進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。超級計(jì)算機(jī)就提供了科學(xué)研究的重要手段。
超級計(jì)算機(jī)與普通計(jì)算機(jī)的組成方面差別并不是很大，但是超級計(jì)算機(jī)并不是把硬件簡單地堆砌在一起就可以，它是通過集群管理系統(tǒng)把一個(gè)個(gè)服務(wù)器統(tǒng)一地協(xié)調(diào)管控起來。打個(gè)比方，假如說每一個(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，就是一盤散沙，通過集群管理軟件統(tǒng)一發(fā)號施令，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”特點(diǎn)：一個(gè)是速度“超級”快，升級以后的天河二號，峰值計(jì)算達(dá)到了10億億次；二是容量“超級”足，天河二號的存儲容量是普通計(jì)算機(jī)的百萬倍以上，升級后存儲總量為19PB，一本圖書假如說是10萬字，那可以存儲1000億冊這樣的圖書；三是體積“超級”大，天河二號有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。
天河二號超級計(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。一臺超級計(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)，天河二號的光電混合高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可以成為上萬個(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)交換暢通無阻，我國在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方面均具有世界最頂級水平，但是我國的中央處理器制造技術(shù)與國際先進(jìn)水平還有一定差距。為此，國防科技大學(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，使天河二號成為世界最強(qiáng)大的超算。
那么天河二號究竟在哪些領(lǐng)域能夠發(fā)揮作用呢，我們下次一起來學(xué)習(xí)吧！
