科研人員在對“天河一號”超級計算機進行係統性能測試。

　　據新華社長沙10月29日電 中國首台千萬億次超級計算機“天河一號”誕生之際，計算機專家對這台全方位的結構、特點與功能進行了全方位解讀。

　　千萬億次是一個質的變化

　　隨著“天河一號”研製成功，中國高性能計算機的峰值性能提升到了每秒1206萬億次。這個數字意味著，“天河一號”計算一天
，一台配置Intel雙核CPU
、主頻為2.5GHz的微機需要計算160年。就共享存儲總容量而言，“天河一號”的存儲量相當於4個藏書量為2700萬冊的國家圖書館。

　　在超級計算機不斷提高運算速度的過程中
，千萬億次是一個難以逾越的“瓶頸”。

　　美國早在上個世紀90年代就提出了做千萬億次巨型計算機的目標，直到2007年才實現。截至2009年6月，世界上僅有3台千萬億次的計算機。

　　“國際計算機界認為，從百萬億次提升到千萬億次是一個質的變化
，不可能通過單純擴大規模來實現，而是需要體係結構上的改變。”國防科技大學教授竇文華說，“天河一號”caiyonglequanxindeduozhenliekepeizhixietongbingxingdetixijiegou，congershixianlexitongxingnengdetisheng。douwenhuarenwei，zhezhongtixijiegoujubeigoujianxiayigeliangjijiwanwanyicijisuanjidenengli，jianghuichengweixiayidaigaoxinjisuanjidezhuliujiegou。

　　“某些領域的現實需求，已經超出了目前巨型機的能力。”竇文華說，氣候預報、環境控製、飛行器設計
、係統生物學等領域都需要千萬億次甚至更高性能的計算機。因此


，“天河一號”投入使用後，必將推動科學研究的速度。

　　七大技術四大特點

　　一台千萬億次的“天河一號”，是否等於10個百萬億次巨型機之和
？中國科學院院士周興銘說，係統的效能絕不是各單元計算效能的簡單疊加。

　　“如ru果guo用yong高gao性xing能neng微wei處chu理li器qi直zhi接jie堆dui出chu一yi個ge千qian萬wan億yi次ci的de係xi統tong，功gong率lv會hui大da得de驚jing人ren，用yong戶hu可ke能neng連lian電dian費fei都dou付fu不bu起qi，同tong時shi機ji器qi的de可ke靠kao性xing很hen低di，根gen本ben無wu法fa穩wen定ding工gong作zuo。表biao麵mian上shang看kan‘幹活’的器件多了，結果卻是‘三個和尚沒水吃’。”周興銘說

，“天河一號”采用7項關鍵技術
，使得“一加一”的結果盡量接近“二”，從而發揮出機器最大的整體效能。

　　這7項技術包括：多陣列可配置協同並行體係結構
、高速率擴展互聯通信技術、高效異構協同計算技術
、基於隔離的安全控製技術
、虛擬化的網絡計算支撐技術、多層次的大規模係統容錯技術和係統能耗綜合控製技術。

　　周興銘介紹說，這台計算機具有四大特點：

　　——高性能。無論是1206萬億次的峰值性能，還是563.1萬億次的Linpack實測性能
，均位於國內榜首、世界一流。

　　——低能耗。能耗是每瓦電創造的計算效能，“天河一號”目前能效為每瓦4.3億次運算，與2009年6月公布的Top500（全球超級計算機前500強）排名第一的美國“走鵑”（Roadrunner）相當。參照2009年6月公布的Green500（全球綠色超級計算機前500強）排名，“天河一號”可以位居第5。

　　——高安全。“天河”實現了不同用戶間數據和工作信息的相互隔離。對用戶來說，相當於到銀行租個保險櫃
，鑰匙掌握自己手裏。

　　——易使用。“傻瓜化”的操作界麵和菜單、鼠標等常規操作，讓機器的使用變得簡單。同時
，作為一台國際通用的標準化的超級計算機，“天河”上能運行來自各行業的各種程序，不存在兼容性問題。

　　公共服務設施承載三大功能

　　“天河一號”將於2009年底至2010年在天津市濱海新區落戶
，成為國家超級計算天津中心的業務主機，麵向國內外提供超級計算服務。

　　“天河”工程辦公室主任李楠說
，“天河一號”在投入使用後將實現三大功能。

　　第一
，作為提供超級計算服務的全球公共科研設施
，“天河”向國內外用戶開放。無論身在何處

，用戶都可以通過國際互聯網使用“天河”進行科學計算。

　　第二

，作為產業帶動平台，“天河”上集中的當今時代最先進的信息技術將逐步轉移到其他產業
，從而解決國家與社會發展中的各種問題。

　　第三
，作為吸引人才的平台
，“天河”將進一步彙聚來自世界各地的尖端技術人才
，對國民經濟和世界科技的可持續發展作出更多貢獻。

　　李楠說，“天河”將用於石油勘探數據處理、生物醫藥研究、航空航天裝備研製
、資源勘探和衛星遙感數據處理、金融工程數據分析
、環渤海生態動力和汙染數值模擬、基礎科學理論計算等方麵。

　　能代替人腦嗎？

　　“計算機無法代替人腦。”國(guo)防(fang)科(ke)技(ji)大(da)學(xue)教(jiao)授(shou)李(li)思(si)昆(kun)說(shuo)

，人(ren)腦(nao)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)一(yi)個(ge)根(gen)本(ben)區(qu)別(bie)在(zai)於(yu)，人(ren)能(neng)夠(gou)發(fa)現(xian)規(gui)律(lv)，而(er)計(ji)算(suan)機(ji)隻(zhi)能(neng)根(gen)據(ju)人(ren)發(fa)現(xian)的(de)規(gui)律(lv)和(he)設(she)計(ji)的(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)。

　　李思昆說，超級計算機之所以能與人對弈，就是因為人們把下棋的規律轉化成了可以計算的模型。

　　“bianzhengfarenwei
，shijieshiyouguilvde。danhaiyouhenduowentibiruaiqing，renleishangweifaxianqizhongdeguilv
，eryijingfaxiandeguilvzhongyeyoukejisuandehebukejisuande。huanjuhuashuo，zhiyaorenleinenggoufaxianguilv、並且找到方法把規律變成可計算的問題從而建立起物理和數學模型，計算機就能夠替代人類在這些問題中的勞動。”李思昆說。

　　人腦的奇妙性，讓科學計算與世界無限未知的哲學命題緊密相連。

　　僅就代數計算而言的話

，“天河一號”一秒鍾能進行1206萬(wan)億(yi)次(ci)計(ji)算(suan)，人(ren)卻(que)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)大(da)約(yue)一(yi)次(ci)運(yun)算(suan)。然(ran)而(er)


，記(ji)住(zhu)對(dui)方(fang)的(de)長(chang)相(xiang)這(zhe)樣(yang)一(yi)個(ge)人(ren)在(zai)瞬(shun)間(jian)就(jiu)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)圖(tu)像(xiang)識(shi)別(bie)工(gong)作(zuo)
，計(ji)算(suan)機(ji)卻(que)要(yao)經(jing)曆(li)一(yi)個(ge)極(ji)其(qi)複(fu)雜(za)的(de)並(bing)行(xing)計(ji)算(suan)過(guo)程(cheng)。

　　“今天看來不可計算的規律，在未來某天也許能夠進行計算。但人類又會不斷發現更多未知的領域和更多不可計算的規律。”李思昆說。