petaflop

衡量计算机性能的一个重要单位

所谓petaflop，是衡量计算机性能的一个重要单位，1petaflop等于每秒钟进行1千万亿次的数学运算，这种速度大约是运算速度最快计算机的8倍。当今最快的并行计算操作可以达到teraflop量级的速度。美国的国家科学基金会，连同NASA和DARPA一起，已经为构想一个petaflop计算机赞助八个研究计划。一个petaflop计算机会实际上需要一个在相同的问题方面的平行工作的庞大数量的计算机。

发展

超级计算机

在德国汉堡召开的2009国际超级计算机年会（International Supercomputing Conference）公布了超级计算机的全球500强列表，该组织每年的6月份和11月份都会两次公布该列表。IBM用于美国能源部Los Alamos国家实验室的超级计算机“走鹊”（Roadrunner）继续保持领跑地位，这款超级计算机的浮点运算速度可达1.105 petaflop/s。

天河二号

我国制造的天河二号超级电脑于近日问鼎了世界超级电脑500强。据悉这台电脑问世的时间比原定计划早了不少，它采用了32,000 颗Xeon 处理器，同时还配有48,000 颗 Xeon Phi 加速处理器。其运算速度达到了33.85 Petaflop，差不多是上一个冠军 Titan 的两倍。

Cray XT5美洲虎

位列第二的则是Cray XT5“美洲虎”，这款超级计算机由美国能源部所属的橡树岭国家实验室使用，浮点运算能力为1.059 petaflop/s。

尽管前两名的位置基本保持不变，但前十名里往下的排名中则出现了几个新面孔，而且这些新面孔中有些还不是位于美国的产品。

比如IBM用于德国尤利希研究中心的JUGENE超级计算机就以825.5 teraflop/s的运算能力进入了第三名。而这个中心中使用的另一款超级计算机则以274.8 teraflop/s的运算速度也挤到了第十名，这款超级计算机由Bull公司的Novascale服务器与Sun公司的Sunblade x6048服务器组合而成。

曙光5000A

前十名中余下的几款超级计算机基本都位于美国境内，不过，十名之外有几款位于国外的机型也相当惹人注目，比如应用于沙特阿卜杜拉国王科技大学的IBM BlueGene/P系统就挤到了第14位，而位于中国上海超级计算中心里的曙光5000A超级计算机则位列第15。

进入Top500排名的门限进一步提升，其中排名最低的超级计算机的运算能力也达到了17.1 teraflop/s，而6个月前排在这个位置上的超级计算机的运算能力只有12.64 teraflop/s。全部500强超级计算机的平均运算能力达到了22.6 petaflop/s，而半年前这个数字只有16.95 petaflop/s，数字则是11.7 petaflop/s。

尽管IBM的超级计算机产品在前十位中占据了不少位子，不过IBM在超级计算机市场上的总体份额已经被惠普慢慢蚕食，前500强中有212款是来自惠普的产品，而只有188款是IBM的产品。

在这些超级计算机中，使用Intel处理器的产品比例达到了非常接近80%的水平，前500强中有399款产品都使用Intel的处理器，而使用IBM Power系列处理器的产品比率则位居第二，前500强中共有55款产品使用了这款处理器。

前十名的列表

日本神户RIKEN计算科学高级研究所的K Computer击败了中国的天河一号A。

K Computer由富士通公司制造，有68544个SPARC64 VIIIfx CPU，每个CPU有八个核心，总共548,352个核心，是其它超级计算机的两倍以上，没有使用GPU加速，峰值计算能力8.162 petaflop/s；

第二名是位居榜首的中国天河一号A，峰值速度为2.6 petaflop/s；

第三名是美国橡树岭国家实验室的Jaguar，峰值速度1.75 petaflop/s；

之后是深圳国家超级计算机中心的星云超级计算机，速度1.27 petaflop/s；

日本的Tsubame 2.0，速度1.19 petaflop/s；洛斯阿拉莫斯国家实验室的Cielo，速度1.11 petaflop/s；

NASA的Pleiades，速度1.09 petaflop/s，

美国能源部国家能源研究科学计算中心的Hopper，速度1.054 petaflop/s，

法国的Tera 100，速度1.05 petaflop/s；

洛斯阿拉莫斯的Roadrunner，速度1.04 petaflop/s。

Top10全部在1 petaflop/s以上。

国内状况

天河一号

中国第一台国产千万亿次超级计算机2009年10月29日在湖南长沙亮相，名为“天河一号”超级计算机具有每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能。而这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中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的国家。这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年。“天河一号”的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。

中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”究竟有多“超级”？以下是一组相关数字。

高速度

全系统峰值性能为每秒1206万亿次，Linpack实测性能为每秒563.1万亿次。这意味着，“天河一号”计算一天，一台配置Intel双核CPU、主频为2.5GHz的微机需要计算160年。

高容量

共享存储总容量为1PB。按国内数字图书馆应用软件的图片格式PDG为例计算，如果平均每册书大小约10MB的话，“天河一号”的存储量相当于4个国家图书馆（藏书量为2700万册）之和，能够为全国每人储存一张大小接近1mb的照片。

“天河一号”由103台机柜组成，每个机柜占地1.44平方米、高两米、重1.5吨，系统总重量相当于19个神舟飞船。把通风等条件考虑在内，放置“天河一号”需要一个近千平方米的房间。

全系统包含6144个通用处理器（CPU）和5120个加速处理器（GPU），仅系统级软件就有20多万行代码。按照每人每个小时写20行代码的速度，需要写1万小时。

互联通信网络的单根线传输速率为10Gbps，这是国际上最快的速率，相当于在“天河一号”计算机内部修了一条信息高速公路。

科技力量

直接参与“天河一号”研发的科技人员有200多人，平均年龄为36岁。

天河一号”投资为6亿人民币。从信息技术的发展速度预计，使用寿命预计为10年。

全系统运行情况下，每小时耗电1280度。能耗比即每瓦电创造的计算效能为4．3亿次运算，与峰值性能排名世界第一的美国“走鹃”超级计算机相当。