BOB电子竞技:中国超级计算机历史

发布时间:2024-05-19 01:34:14 来源:bob体官网 作者:bob网站下载

  处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家的重要战略资源,对国家安全、经济和社会持续健康发展具有举足轻重的意义。在国防领域可用于模拟核试验、飞行器设计、监听对方通讯系统、反导弹武器系统等。没有强大计算能力的超级计算机,宇宙飞船就不能上天,国家安全就做不到万无一失,基因研究就无法继续,复杂的气象、勘探工作就难以精确。正因为如此,长期以来,把握超级计算机领先技术的西方国家,对包括中国在内的发展中国家实行了严格的管制,严禁出口相关的高端技术和产品,绝不容忍这些国家的计算能力达到国际水平。如美国政府以国家安全为由,禁止向中国出口每秒1900亿次以上的超级计算机系统。

  然而,2008年11月17日,织公布第32次《全球超级计算机五百强》榜单,中国研制的曙光5000A百万亿次超级计算机再次杀入了前十位,前十名中的第1-9名全部来自美国,其中有7台属于美国能源部,IBM打造的Roadrunner(走鹃)蝉联冠军,联想集团开发的深腾7000百万亿次超级计算机位居19位,日本则被挤出超级计算机前20名榜单。这是在主要由美国占绝对垄断的全球超级计算机领域里,中国科学家取得的历史性突破。

  目前,中国已成为继美国之后第二个可以制造和应用千万亿次超级计算机的国家。在超级计算机领域,美国占绝对领头羊,中国、日本、欧盟、俄罗斯紧随其后,其他几个国家居于第三梯队。全球各国都在大力推进千万亿次计算机计划.比如美国能源部、DARPA、美国国家科学基金、美国国家安全局、欧盟EU-FP7计划、日本、法国以及我国的“十一五”计划,2010年前,曙光将推出千万亿次的曙光6000超级计算机,并大规模采用国产龙芯处理器。

  谁最早提出了超级计算机的概念?至今存在很大的争议。有人说是最早开发集成电路的肖克利在自己的工作日记中透露了超级计算机的构思,也有人说是当时为军方服务的LawrenceLivermore国家实验室的想法。但从真正意义上来说,研发出符合超级计算机定义产品的人应该是西蒙·克雷(Seymor Cray)博士,此人后来被西方称为“超级计算机之父”。

  西蒙·克雷1925年9月出生在美国威斯康星州的一个工程师世家。在参加陆军做了几年电工后,克雷到威斯康星大学和明尼苏达大学继续深造,获电气工程学士和硕士学位。克雷先后在工程研究学会和雷明顿·兰德公司从事计算机研究。在那里,他设计出他的第一台计算机ERA1101。

  1960年,刚成立三年的控制数据公司(CDC)接受美国原子能委员会的委托,涉足万难之险的巨型机领域。当时CDC公司的电脑总设计师就是年仅31岁的克雷,曾经是UNIVAC设计小组的成员。他是一位性格内向的“隐士”般人物,念念不忘的是建造心目中的巨型机,甚至想“隐退”回家去独自研究。CDC慷慨地满足了克雷的愿望,在距离总部80英里的密林深处为他建立了一个实验室。

  克雷带领他的研究小组,远远避开“人世”。小组仅有34人,包括克雷本人在内,也只有2位博士。1963年8月,克雷终于从“密林”深处复出,把一台被他亲切称作“简单的蠢东西” —— CDC6600超级计算机公布于世。CDC6600是真正意义上的超级计算机,共安装了35万个晶体管,运算速度为300万次,是其他电脑的10倍。至1969年,克雷研制的CDC6600以及改进型CDC7600巨型机共售出150余台。

  与比尔·盖茨这样精明的计算机商人不同,克雷是一个典型的工程师。曾经整整四个春秋,谢绝一切社交活动,埋头绘制图纸、制作零件。连著名的学术团体的颁奖,他也不愿抛头露面,为此博得了“丛林隐士”的绰号。克雷生平极少发表演说。

  尽管克雷在上个世纪60年代成功开发了第一代超级计算机,但是真正将这样的产品应用起来的还是前面提到的LawrenceLivermore国家实验室和另一位超级计算机设计者Frank McMahon,目的是为客服当时磁芯存储器存在的延时问题。1971年前后Frank McMahon将这种想法成功地应用于CDCSTAR超级计算机的处理器CDC7600上。

  接着,70年代中后期,以向量超级计算为主的超级计算机开始陆续出现,如CDC Cyber205和克雷1号。值得一提的是1975年诞生的“克雷1号”,实现了当时绝无仅有的超高速——可持续保持每秒1亿次运算。然而,这台超级计算机的体积却并不巨大,就像一套开口的沙发圈椅,靠背处立着12个一人高的“大衣橱”,占地不到7平方米,重量不超过5吨,共安装了约35万块集成电路。

  从技术角度来看,克雷1号更加流行。这种机器具有8MB内存,但这种内存是晶体管存储器,而不是CDCSTAR-100使用的磁芯存储器。它还引入了向量寄存器的概念。

  在整个70年代和80年代初期,向量计算处理对提高计算机运算速度十分有利,有利于流水线的充分的利用,有利于多功能部件的充分的利用。但由于时钟周期已接近物理极限,向量计算机的逐步发展已经不太可能。所以,要继续提高性能也就从另一方面代表着必须投入多个CPU来同时为一个程序工作。在这样的背景下,一个全新的概念被提出来了,那就是大规模并行处理(MPP),也是从这样一个时间段,英特尔、IBM和SGI开始成为超级计算机领域的新贵。超级计算机也开始走上了真正的商用化道路。

  1992年,英特尔推出Paragon超级计算机,它成为历史上第一台突破万亿次浮点计算屏障的超级计算机。紧接着,IBM的SP2、日立公司的SR2201和SGI公司的Origin2000超级计算机都先后出现。值得一提的是Origin2000系列后来成为SGI公司制作电影CG的主力,很多大场面的电影都有它的功劳。

  1996年12月,SGI公司研制出一台具有256个处理器的超级计算机安装在美国国家实验室。这个系统的处理器还将增加为4096个,运算速度达到了30000亿次。

  进入2000年之后,超级计算机的竞争日渐激烈,日本和美国彼此成为最大的竞争对手。比如在2003年世界前十名的超级计算机名单中,日本的“地球模拟器”排在榜首,后面全是清一色的美国产超级计算机。而保持运算速度最快记录的超级计算机则是日本NEC刚刚发布的SX-8,每秒运算速度高达65万亿次。

  在厂商之间,IBM、英特尔、DELL、NEC和SGI的竞争一向激烈,近来又冒出了苹果。此公司的G5苹果超级计算机已经后来居上,超过英特尔居于超级计算机排行榜的第三位。在中国,联想和曙光同样开发了国产超级计算机,在全球500强超级计算机中能清楚看到中国人的身影。

  我国从1957年开始研制通用数字电子计算机,1958年8月1日该机可以表演短程序运行,标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子,该机定名为八一型数字电子计算机。该机在738厂开始小量生产,改名为103型计算机(即DJS-1型),共生产38台。

上一篇:我国最新超级计算机速度5324万亿次秒br 下一篇:中国超级计算机进化史