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中国超级计算机发展史

作者:chunzhi 发布时间:2017-06-19

  中国超级计算机发展史

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  在过去,超级电脑主要被用于军事、科学、航天等高端领域。在今天,超级电脑已大踏步进入民用时代,和人们生活密不可分。随着中国第一超级电脑“魔方”跻身世界前10强,中国逐渐成为超级电脑强国,超级电脑将更加频繁地奏响平民“进行曲”,走进家庭,推动公共服务设施建设,甚至帮助人们治愈目前无法治愈的疾病……QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  中国超级计算机谱系表QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  国防科技大学计算机研究所——“银河”系列QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  银河-Ⅰ  1983年 运算速度每秒 1 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  银河-Ⅱ 1994年 运算速度每秒 10 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  银河-Ⅲ 1997年 运算速度每秒 130 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  银河-Ⅳ 2000年 运算速度每秒 1万 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  银河-Ⅴ 在研 运算速度每秒 ? 亿次 (军用)QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  中科院计算技术研究所——“曙光”系列QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光一号 1992年 运算速度每秒 6。4 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-1000 1995年 运算速度每秒 25 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-1000A 1996年 运算速度每秒 40 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-2000Ⅰ 1998年 运算速度每秒 200 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-2000Ⅱ 1999年 运算速度每秒 1117 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-3000 2000年 运算速度每秒 4032 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-4000L 2003年 运算速度每秒 4。2 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-4000A 2004年 运算速度每秒 11 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-5000A 2008年 运算速度每秒 230 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  曙光-6000A 在研 运算速度每秒 1000 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  国家并行计算机工程技术中心——“神威”系列QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  神威-Ⅰ 1999年 运算速度每秒 3840 亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  神威3000A 2007年 运算速度每秒 18 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  神威-Ⅱ 在研 运算速度每秒 300 万亿次 (军用)QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  联想集团——“深腾”系列QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  深腾1800 2002年 运算速度每秒 1 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  深腾6800 2003年 运算速度每秒 5。3 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  深腾7000 2008年 运算速度每秒 106。5万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  深腾X 在研 运算速度每秒 1000 万亿次QaX灵异岛|www.lingyidao.com

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  2011年10月27日,我国第一台完全采用国产CPU处理器的千万亿次超级计算机——神威蓝光,在国家超级计算济南中心投入使用。该机装有8704片国产“申威1600”16核64位处理器,仅9个机柜便能达到峰值性能1100万亿次每秒。计算能力超过20万台普通笔记本电脑。系统综合水平处于当今世界先进行列。该系统具备扩充至每秒万万亿次潜力。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  1997年5月1日,IBM公司生产的超级计算机“深蓝”,因战胜了国际象棋大师、世界棋王——卡斯帕罗夫而一举成名。“深蓝”就是我们所说的超级计算机,其采用256个内核的RS/6000SP并行处理芯片,及一批科学家、象棋高手为它设计的专用软件。这是计算机中体型庞大、功能最强、运算速度最快、存储容量最大和价格最贵的一类计算机,通常用于国家高科技领域,是一个国家技术的象征。计算机厂商们也把超级计算机看作是自己企业绝对实力的象征。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  然而,2008年11月17日,TOP500。org组织公布第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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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,美国占绝对领先地位,中国、日本、欧盟、俄罗斯紧随其后,其他国家居于第三梯队。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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  1946年2月14日,世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。这个庞然大物使用了18800个真空管,占地面积达170平方米,重达30吨。ENIAC真空管的损耗率相当高,几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管。不仅如此,ENIAC还是位耗电大户,运行功率达到174千瓦。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  世界第一台计算机QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  1946年2月14日,世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。这个庞然大物占地面积达170平方米,重达30吨。在揭幕仪式上,“埃尼阿克”为来宾表演了它的“绝招”———分别在1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算,这比当时最快的继电器计算机的运算速度要快1000多倍。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

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  二战爆发后,美国陆军军械部为研制和开发新型大炮,在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。极为繁重的计算任务令那里的研究人员大伤脑筋。尽管实验室雇用了200多名计算快手,还是捉襟见肘。他们迫切需要一种新的计算机器,以提高工作效率。就在人们一筹莫展之时,宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。他的设想吸引了陆军军械部,他们立即要求莫尔学院拟定一份研制计划。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  按照科学家们的估计,制造一台电子计算机所需的经费为15万美元,这在当时是一笔巨款,因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。眼看研制电子计算机的计划就要夭折,美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行列里,他最终说服了美国军方。经过两年多的紧张研制,第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世。而它的开发经费几经追加,最后达到48万美元。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  这台名为“埃尼阿克”的电子计算机,如今看来简直就是一个怪物。其内部有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元件,电路的焊接点多达50万个;在机器表面,则布满电表、电线和指示灯。令人哭笑不得的是,它的耗电量超过174千瓦小时,据说在使用时全镇的电灯都会变暗;而且它的电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只,科学家们不得不满头大汗地不停更换。然而,“埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头,因为它计算炮弹弹道只需要3秒钟,而在此之前,则需要200人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外,它后来还涉及诸多的科研领域,曾在第一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。1955年10月2日,“埃尼阿克”宣告“退役”后,被陈列在华盛顿的一家博物馆里。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  西蒙·克雷(Seymor%20Cray)博士与他研制的“克雷1号”亿次超级计算机。Cray%20%201超级计算机,是1977年前世界上功能最强大的计算机。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  超级计算机的前世今生QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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%20%20Cray)博士,此人后来被西方称为“超级计算机之父”。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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”%20%20——%20%20CDC6600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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

  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。QaX灵异岛|www.lingyidao.com

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