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”采cai用yong了le全quan新xin的de多duo陣zhen列lie可ke配pei置zhi協xie同tong並bing行xing的de體ti係xi結jie構gou，從cong而er實shi現xian了le係xi統tong性xing能neng的de提ti升sheng。竇dou文wen華hua認ren為wei，這zhe種zhong體ti係xi結jie構gou具ju備bei構gou建jian下xia一yi個ge量liang級ji即ji萬wan萬wan億yi次ci計ji算suan機ji的de能neng力li，將jiang會hui成cheng為wei下xia一yi代dai高gao新xin計ji算suan機ji的de主zhu流liu結jie構gou。

　　“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。

　　“ruguoyonggaoxingnengweichuliqizhijieduichuyigeqianwanyicidexitong
，gonglvhuidadejingren，yonghukenengliandianfeidoufubuqi，tongshijiqidekekaoxinghendi
，genbenwufawendinggongzuo。biaomianshangkan‘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。

　　“辯bian證zheng法fa認ren為wei，世shi界jie是shi有you規gui律lv的de。但dan還hai有you很hen多duo問wen題ti比bi如ru愛ai情qing，人ren類lei尚shang未wei發fa現xian其qi中zhong的de規gui律lv
，而er已yi經jing發fa現xian的de規gui律lv中zhong也ye有you可ke計ji算suan的de和he不bu可ke計ji算suan的de。換huan句ju話hua說shuo，隻zhi要yao人ren類lei能neng夠gou發fa現xian規gui律lv
、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。