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“863”最新成果曙光4000A问世

2004.6.29



  2004 年 6月29日,国家科技部在人民大会堂宣布:“863计划重点项目——曙光4000A通过鉴定,曙光4000A实现了对每秒10万亿次运算速度的技术和应用的双跨越,成为国内计算能力最强的商品化超级计算机”。作为国家“863计划”的最新成果,曙光4000A将作为中国国家网格最大主节点落户上海超级计算中心。在今年6月22日刚刚公布的全球高性能计算机TOP500排行榜中,曙光4000A以每秒11万亿次的峰值速度和80610亿次Linpack计算值位列全球第十,这是中国超级计算机得到国际同行认可的最好成绩。随着曙光4000A的推出,中国已经成为继美、日之后第三个跨越了10万亿次计算机研发、应用的国家。科技部副部长马颂德、上海市副市长严隽琪以及中科院计算所、国家智能计算机研究开发中心、北京市政府、上海市政府、曙光公司、上海超级计算中心的相关领导出席了新闻发布会。

  曙光4000A超级服务器是国家科技部十五863计划的重大成果,也是中国科学院知识创新工程和上海市信息化建设的重大成果。该成果源于863计划信息领域“高性能计算机及其核心软件” 专项,由中科院计算所、曙光公司、上海超级计算中心三方共同研发制造。曙光4000A于2001年启动预研,2002年10月签定863合同,2003年完成系统设计,2004年6月最终研制成功。曙光4000A实现了国产超级服务器在主板设计等核心级技术上的重大突破和“工业标准机群”的技术增值,攻克了一系列“大规模机群”计算的关键技术,在性能价格比和性能功耗比等方面处于国际领先水平。

  建成后的曙光4000A将落户上海超级计算中心(SSC),承担包括国家网格、上海基础科研平台和华东地区信息服务三方面的重任,其将为华东地区各行各业提供海量信息处理、信息开发服务和科学研究高性能计算服务。随着以曙光4000A为基础的国家网格主节点的最终建成,上海超级计算中心提供的高性能计算服务将成为覆盖科学计算、公益事业、工业工程、商业应用等各个领域的综合性计算中心,行业研究领域也将包含气象、环保、船舶、飞机制造、汽车、建筑、钢铁、石油、机电、高校、科学院等各个方面。

  科技部副部长马颂德对曙光4000A表示充分肯定和高度褒奖,他在发布会上表示,曙光超级服务器已成为中国高性能计算领域的代表,在国内已占有可观的市场份额。峰值运算速度每秒11万亿次的曙光4000A实现了10万亿次计算机技术和应用的双跨越。曙光4000A进入全球超级计算机前十名,表明我国高性能计算机正在进入一个全新的发展时期,中国正在逐步走向高性能计算技术和应用的强国。   

  中科院计算所所长李国杰院士认为:曙光4000A作为全球前十的超级计算机,同时也是中国国家网格的主节点机,其研究成果实现了多项全球第一,这是中国计算技术领域的一大创举。但他同时强调要冷静的对待中国IT产业目前面临的挑战,大力加强高性能计算机应用。李院士认为曙光4000A在突破核心技术、推广网格应用等方面为业界提供了可借鉴的成功经验,尤其是其对打破国外垄断、推动中国高性能计算产业发展做出了重要贡献。李院士还透露,在将来的曙光超级计算机中将会采用计算所研制的龙芯CPU,大幅度地降低高端计算机的成本。

  曙光公司总裁历军表示,在研制曙光4000A超级计算机的过程中,实现了众多核心技术的突破,曙光4000A的主板和大量系统软件均为计算所和曙光公司自主研发的。同时曙光4000A在基于AMD芯片的超级计算机中Linpack效率也达到了全球第一。截至目前,曙光4000A已成功运行了天气预报,石油地震资料处理,核能开发利用,计算流体力学,基因与蛋白分析和材料科学等领域的30多项应用,表现出强大的科学计算、事务处理和信息服务能力。曙光4000A在体积、功耗、使用效能以及成本等方面优于美、日生产的高性能计算机,有很强的市场竞争力。历军同时表示,TOP500的测试形式实际上是一种很理想化的应用,一味追TOP500的排名则本末倒置。今后三四年,曙光超级计算机的主要竞争方向将不是简单的计算速度的提升,而是对用户的各种不同应用的支持和优化。

  上海超级计算中心主任傅文彪谈到,曙光4000A为国内高性能计算应用的提升提供了先进平台。4000A是国家和地方政府对高性能计算的大力支持及南北高性能计算制造和应用合作的结晶。作为国家网格主节点之一,上海超级计算中心还将为这台全球名列前十的超级计算机打造成熟的软件应用环境。上海超级计算中心相信,通过合作与共赢,利用自己独特的运作模式和先进的计算资源为用户提供全方位计算服务,以推动城市建设、促进国民经济和社会发展、提升科学技术创新能力。   

背景资料

  关于曙光4000A:

  曙光4000A高性能计算机系统是中科院计算所国家智能计算机研究开发中心承担的国家863计划“高性能计算机及其核心软件”专项课题。该系统于2004年6月29日通过鉴定,并作为国家863计划支持的“中国国家网格”(CNGrid)中的一个主结点将于2004年8月落户上海超级计算中心。曙光4000A是计算所联合曙光公司研制成功的我国第一台运算速度超过每秒10万亿次的商品化超级计算机,研制开发了拥有自主知识产权的一整套(包括通讯、文件系统、资源管理系统与作业管理系统等)机群系统软件,并成功研制达到国际先进水平的互联网络。曙光4000A在全球第一个推出了具有自主知识产权的高密度主板和2U高度4 CPU的64位Opteron机架服务器,在75平米内聚集了11万亿次以上的计算能力,散热量仅380千瓦;曙光4000A系统中集成了主板管理、硬件监控、KVM切换、系统电源控制等大规模机群的管理功能,提高了系统的可管理性。它还通过支持32/64位计算,Cluster/MPP计算,交互式/协同计算,服务器聚集计算,Wintel(微软英特尔)模式等多种计算模式,使系统服务用户多种需求的能力大为提高,使得曙光4000A系统在网格环境下的应用方面极具特色。曙光4000A拥有自主研制的机群系统软件包括机群管理系统、机群部署系统、机群作业管理系统、并行文件系统、机群监控系统、机群并行通信系统、机群高可用系统、机群负载均衡系统等。作为国家网格主结点的超级计算机,曙光4000A还配有自主研制的各种网格使能技术,包括网格计算环境软件和自行研制的网格零件。

  

  关于曙光4000A的产业贡献:

  ·“工业标准机群”(Industry Standard Cluster)的技术增值

  工业标准机群采用工业化量产的部件构造高性能计算机,使高性能计算机的门槛大大降低,得以降低成本和广泛使用,我们对其中最重要的核心技术进行研究,掌握自主知识产权。

  1、具有自主知识产权的5Gbps高速互连网络和通信协议:高速互连网络和通信协议是机群系统的最核心部分,是必需掌握的技术。

  2、支持可扩展和海量数据处理的机群文件系统:可扩展文件系统是机群系统中的难度最大的系统软件,没有完善的商品化软件。

  3、机群操作系统核心:在机群系统中尚是空白,对在机群系统上开发各种系统软件,和商业应用具有重要作用。

  ·“大规模机群计算”(Massively Cluster Computing)的关键技术

  机群体系结构的高性能计算机具有固有的好处,和缺点,我们通过MCC系统结构的研究和技术开发,提高系统的可扩展性,管理能力,和系统生产率。

  1、具有自主知识产权的高密度主板和2U4路机架服务器:使我们能在75平米内聚集11万亿次计算能力,和380千瓦的散热量,提高了机群系统的可扩展性。

  2、大规模机群的集成式管理网络:集成了主板管理、硬件监控、KVM切换、系统电源控制等大规模机群的管理功能,提高了系统的可管理性,管理员不需走进主机。   3、支持多种计算模式的操作系统动态部署和轻核心技术:通过多种技术支持32/64位计算,Cluster/MPP计算,交互式/协同计算,服务器聚集计算,Wintel模式,使系统服务用户多种需求的能力大为提高。

  4、提高系统生产率的多调度策略作业管理、智能文件浏览器和自治管理器技术:通过海量文件管理、多种作业调度策略、系统自动修复等技术提高系统为用户服务的产出能力。

  ·面向网格的技术

  1.提供高性能计算机的网格零件(Grid-enabling Components):包括网格路由器,网格钥匙,网格网关,网格监控中心,网格文件访问,织女星网格操作系统。

  关于曙光4000A的应用性能:

  曙光4000A已成功运行证券指数计算、电力安全评估、建筑工程抗震性评估、天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、汽车碰撞、电磁辐射、计算流体力学、基因匹配与拼接、蛋白质结构分析和材料科学等领域的20多项应用。上海超级计算中心在曙光4000A上运行了6个重要的商用应用软件,获得了很好的应用性能,能大大提高上海地区的汽车、飞机、船舶等制造行业的设计能力。

  曙光4000A可以在20秒钟内是实时完成10000个5000万瓦以上的并网发电机组,和22万伏变电站构成的全国电网的电力安全评估,为避免类似美加大停电的电力故障提供决策支持,保证供电系统的稳定。

  曙光4000A可以在10分钟内完成上海证交所10年的1000多支股票交易信息的200种证券指数的计算,能够实时提供金融衍生产品。

  曙光4000A可以在1小时内,可以同时完成4次36小时的中国周边、北方大部、北京周边、北京市的2008年奥运会需要的气象预报计算,包括风向、风速、温度、湿度等,精度1公里,即精确到每个奥运会场馆。

  曙光4000A可以在2小时内,可以同时完成20次上海黄埔江过江隧道三维结构的地震数值分析的计算,能够精细评估隧道的抗震性能。

  作为面向国民经济建设和社会发展的重大需求的超级服务器,曙光4000A适用于各种大规模科学工程计算、商务计算。在大规模科学工程计算方面,可以担纲电力电网安全评估、汽车碰撞、电磁辐射、石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发利用、各类航天器及飞机汽车舰船设计模拟、各类大型建筑工程安全性评估、生物信息处理等重任,在大规模商务计算方面,它可以为证券、税务、银行、邮政、社会保险等行业和电子政务、电子商务等提供服务。在大规模信息服务方面,它可以在各类游戏网站、门户网站、信息中心、数据中心、流媒体中心、电信交换中心和大型企业信息中心中发挥作用。对基于海量存储的数据大集中应用,完全兼容32位计算的具有64位地址空间的曙光4000A超级服务器更可大显身手。

  关于TOP500:

  目前国际上对高性能计算机最权威的评测为世界计算机排名(TOP500),该排行由美国的田纳西大学、德国的曼海姆大学以及美国国家能源研究科学计算中心每年发布两次,已经连续举行了22届。随着曙光4000A超级计算机进入TOP500前十,中国也成为继美国、日本之后的第三个进入世界前十的高性能计算机应用的国家。

  2004年6月TOP500排行榜:www.top500.org/list/2004/06


   
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