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中国首台千万亿次超级计算机系统——“天河一号”由国防科学技术大学研制成功。在今天中国高性能计算机TOP100组织公布的2009年度前100强排名中，天河一号高居榜首。

有关专家认为，“天河一号”的诞生，是我国战略高技术和大型基础科技装备研制领域取得的又一重大创新成果，实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家。

“天河一号”在科技部的领导支持下，通过与天津市滨海新区密切合作，由国防科大计算机学院承担的国家863“千万亿次高效能计算机系统研制”课题的重大成果。该系统突破了多阵列可配置协同并行体系结构、高速率可扩展互连通信、高效异构协同计算、基于隔离的安全控制、虚拟化的网络计算支撑、多层次的大规模系统容错、系统能耗综合控制等一系列关键技术，系统峰值性能达每秒1206万亿次双精度浮点运算，内存总容量98TB，点点通信带宽每秒40Gb，共享磁盘容量为1PB，具有高性能、高能效、高安全和易使用等显著特点，综合技术水平进入世界前列。

超级计算机是世界高新技术领域的战略制高点，是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。各大国均将其视为国家科技创新的重要基础设施，投入巨资进行研制开发。我国首台千万亿次超级计算机系统的成功问世，是我国高性能计算机技术发展的又一重大突破，是国家和军队信息化建设的又一重要成果，为解决我国经济、科技等领域重大挑战性问题提供了重要手段，对提升综合国力具有重要战略意义。“天河一号”适用于大规模科学与工程计算。国防科大正与天津滨海新区密切合作，将“天河一号”广泛应用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、勘测和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、气象预报、气候预测、海洋环境数值模拟、短临地震预报、新材料开发和设计、土木工程设计、基础科学理论计算等方面。

据介绍，“天河一号”将作为天津滨海新区和国防科大共同建设的国家超级计算天津中心的业务主机，面向社会开放，实现共享，为国内外提供超级计算服务，同时带动高科技服务产业和高端信息产业发展，着力打造高新科技服务、产业技术创新、人才聚集培养三个平台，为经济、社会发展提供高科技支撑。

国防科大计算机学院是我国高性能计算机研制的重要基地，被中央授予“科技攻关先锋”荣誉称号。他们始终紧贴国家和军队重大战略需求，研制成功的“”系列高性能计算机在国家和国防建设的关键领域发挥了重要作用，为强军兴国作出了突出贡献。参加研制的广大科技人员表示，要进一步深入学习总书记关于提高自主创新能力，建设创新型国家的一系列重要论述，以攀登世界科技高峰的信心和勇气，大力弘扬“精神”，团结协作，顽强拼搏，在更高起点上推进我国高性能计算机事业的创新发展。

“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年底才在中国出现。”中国科学院软件所研究员张云泉说，“这是我国高性能计算机发展史上新的里程。” 高性能计算机又称巨型计算机或超级计算机。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”。 美国早在上个世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标，直到2007年才实现。截至2009年6月，世界上仅有3台千万亿次的计算机。 “国际计算机界认为，从百万亿次提升到千万亿次是一个质的变化，不可能通过单纯扩大规模来实现，而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说，“天河一号”用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构，从而实现了系统性能的提升。 窦文华认为，这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力，将会成为下一代高新计算机的主流结构。 千万亿次计算机的出现，为中国高科技的实施提供了一个更为广阔的平台。 “某些领域的现实需求，已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说，气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此，“天河一号”投入使用后，必将推动科学研究的速度。 七大技术四大特点打造“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，同时机器的可靠性很低，根本无法稳定工作。表面上看‘干活’的器件多了，结果却是‘三个和尚没水吃’。”周兴铭说，“天河一号”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。 这7项技术包括：多阵列可配置协同并行体系结构、高速率扩展互联通信技术、高效异构协同计算技术、基于隔离的安全控制技术、虚拟化的网络计算支撑技术、多层次的大规模系统容错技术和系统能耗综合控制技术。周兴铭介绍说，由于用了一系列创新技术，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。能耗是每瓦电创造的计算效能，“天河一号”目前能效为每瓦4．3亿次运算，与2009年6月公布的Top500（全球超级计算机前500强）排名第一的美国“走鹃”（Roadrunner）相当。参照2009年6月公布的Green500（全球绿色超级计算机前500强）排名，“天河一号”可以位居第5。

——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，作为一台国际通用的标准化的超级计算机，“天河”上能运行来自各行业的各种程序，不存在兼容性问题。公共服务设施承载三大功能 按照工程，“天河一号”将于2009年底至2010年在天津市滨海新区落户，成为国家超级计算天津中心的业务主机，面向国内外提供超级计算服务。 “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。

中国的巨型计算机用户主要集中在石油勘探、天气预报、基础研究等领域。上个世纪末期，西方发达国家的汽车、建筑、动漫等行业已经开始普及巨型计算机。 我国对高性能计算机的需求已经进入一个高峰期。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、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。 与国家超级计算天津中心同时开始建设的，还有位于深圳的中心。这一南一北两个国家级的超级计算中心，将成为中国高科技发展的重要引擎。 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。仅就代数计算而言的话，“天河一号”一秒钟能进行1206万亿次计算，人却只能进行大约一次运算。然而，记住对方的长相这样一个人在瞬间就能完成的图像识别工作，计算机却要经历一个极其复杂的并行计算过程。

概念解释

峰值速度4700万亿次

“天河一号”峰值运算速度为4700万亿次。做个换算对比，“天河一号”运算1小时，就相当于全国13亿人同时计算340年以上的时间。“天河一号”运算1天，就相当于1台双核的高档桌面电脑运算620年以上的时间。

存储容量2000万亿字节

“天河一号”存储容量为2PB，也就是2千万亿个字节。做个换算对比，1个汉字平均为2个字节，“天河一号”即可在线存储1000万亿个汉字，相当于存储100万字的书籍10亿册。

24小时功耗 10万千瓦时

“天河一号”满负荷运行的总功耗是4.04兆瓦，也就是每小时耗电4040千瓦时，24小时满负荷工作耗电接近10万千瓦时。这个数字令人惊叹，但实际上“天河一号”在超级计算机当中是一台相对节能的、绿色的超级计算机。经过测算，它的能效值仅低于目前能效排名世界第一的IBM蓝色基因系统。

总重量 160.27吨“天河一号”由140个机柜组成，占地约700平方米，总重量约160吨。大家站在“天河一号”前，会觉得它气势宏伟、震撼人心。但实际上，“天河一号”在世界上已有的千万亿次超级计算机中（多数是近千平方米的占地）。