超級計算機“京”

超級計算機“京”

“京”(K Computer)是富士通生產的超級電腦。位於日本神戶的理化學研究所內。名字來源於中文數字單位“京”,即10的16次方。2010年10月1日,日本理化學研究所在神戶市舉行計算科學研究機構成立紀念儀式,構成超級計算機的約800台計算機中的8台首次公開亮相。2011年11月1日,日本理化學研究所及富士通發表兩家公司合作開發的新世代超級電腦“京”,已經達到每秒1京(京是1兆的1萬倍)次以上計算速度,超過1京次是世界首次的紀錄。

簡介

SPARC 64 VIIIfx處理器 SPARC 64 VIIIfx處理器

超級計算機“京”是日本政府文部科學省高性能計算基礎架構(HPCI)計畫的主打項目,由富士通和理化學研究所共同研發,目標就是打造全球最強超級計算機。

2010年10月1日,日本理化學研究所神戶市舉行計算科學研究機構成立紀念儀式,構成超級計算機的約800台計算機中的8台首次公開亮相。約800台計算機將被排列在長約60米、寬約50米的無柱機房內。而此次公開的8台計算機被安置於房間的四角,每台高約2米。“京”的計算速度將可以達到全球最高水平的每秒1京次(1萬萬億次),有望在預測氣候變化等方面做出貢獻。
2011年6月,TOP500宣布京的LINPACK測試達到了每秒8.162拍次浮點運算(8.162petaFLOPS),即每秒8162萬億次運算,同時效率達到了93.0%,使其成為世界上最快的超級電腦。這個電腦系統依然在建造當中,並於2012年11月投入使用,屆時將擁有81600個CPU

2011年11月1日,日本理化學研究所及富士通發表兩家公司合作開發的新世代超級電腦“京”,已經達到每秒1京(京是1兆的1萬倍)次以上計算速度,超過1京次是世界首次的紀錄。

“京”在完全建成後將擁有640,000個電子大腦。這樣一來,這台計算機就有了足夠強大的功能,可以將模擬人類心臟跳動對新藥反應所需要的時間從兩年縮短為兩天。
這台超級計算機放置在日本西部神戶的理化學研究所高級計算科學研究所(Riken's Advanced Institute for Computational Science),承載它的機櫃有672個冰櫃大。它使用9,890千瓦電源,這個電源每年足以為9,000多戶供電。不過,與前10大對手超級計算機的平均用電量相比,它還算是節能的:每瓦電能夠進行近兩倍的運算量。

系統硬體

超級計算機“京” 超級計算機“京”

系統使用的是富士通的SPARC 64 VIIIfx處理器,每顆處理器為8核心2.2GHz頻率,運算能力128GFLOPS(每秒運算1280億次),採用液冷散熱,功耗僅58W。以每瓦性能計算,這是目前(2011年)全球性能最強的處理器。而“京”系統最終將擁有超過80000顆這樣的處理器。
系統目前(2011年)配備了68544顆八核心富士通生產的SPARC64CPU,共有548352個核心,為45納米的CMOS製程。它的水冷系統可以把故障率和能耗降到最低。
每個計算節點之間使用直連網路的設計,以保證高靈活性和可擴展性。

系統軟體

京使用的開放源碼軟體包括:
Open MPI訊息傳遞介面 
Linux
Lustre集群檔案系統

研究

日本筑波大學一個研究小組2012年11月9日宣布,他們利用超級計算機“京”,成功模擬演算了約2萬億個暗物質粒子在初期宇宙空間的運動情形。模擬演算顯示了約2萬億個粒子由於相互作用的重力而集中,產生了構造物的過程,這將有助於弄清暗物質的性質和宇宙是如何誕生的。

相關知識

超級計算機

超級計算機通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型複雜課題的計算機。為了幫助大家更好的理解超級計算機的運算速度我們把普通計算機的運算速度比做成人的走路速度,那么超級計算機就達到了火箭的速度。在這樣的運算速度前提下,人們可以通過數值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現象。

超級計算機“京” 超級計算機“京”

2010年世界十大超級計算機

(2010年10月數據)
天河1號
走鵑(Roadrunner)IBM美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室
美洲虎(Jaguar)Cray美國橡樹嶺國家實驗室
尤金(JuGene)IBM德國尤里希研究中心
昴星(Pleiades)SGI美宇航局埃姆斯研究中心
藍色基因L(BlueGene/L)IBM美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室
北海巨妖XT5(KrakenXT5)Cray美國國際計算科學研究院
藍色基因P(BlueGene/P)IBM美國阿貢國家實驗室
巡遊者(Ranger)Sun美國德克薩斯高級計算中心
曙光(DAWN)BlueGENESDOE/NNSA/LLNL 
尤羅帕(JUROPA)Sun德國尤里希研究中心

2011年世界第一超級計算機

(截至2011年11月7日)

2011年6月20日,日本理化學研究所宣布,與富士通共同研發中的超級計算機“京”以每秒8612萬億次的運算速度在最新全球超級計算機500強排名中位列第一。 
上次名列第一的日本,超級計算機是2004年海洋研究開發機構與NEC共同研發的“地球模擬器”。超級計算機的性能競爭以往主要在日美兩國之間展開,但近年來中國與印度開始崛起。2010年中國的超級計算機首次排名世界一。“京”的研發目標是達到每秒1萬萬億次的運算速度。

全球著名超級計算機

超級計算機通常是指由數百數千甚至更多的處理器組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型複雜課題的計算機。

超級計算機具有很強的計算和處理數據的能力,主要特點表現為高速度和大容量。

名稱

所屬國家

所處位置

排名

配置

泰坦超級計算機 

美國

 田納西州橡樹嶺國家實驗室

 2012第1名

 200個機櫃、18688個節點,AMD Opteron 6274處理器,700TB記憶體

紅杉超級計算機

美國

勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室

2012第2名

96個機櫃,160萬個處理器,1.6TB記憶體

京超級計算機

日本

神戶理化學研究所

2012第3名

68544顆八核心SPARC64CPU,548352個核心

 天河一號超級計算機

中國

天津國家超級計算機中心 

2012第8名,2011第2名,2010第1名,2009第5名 

 103個機櫃,1024個節點,262TB記憶體,2PB存儲量

曙光星雲超級計算機

中國

深圳國家超級計算機中心

2011第4名

4640個計算單元,9280顆通用CPU,4640顆專用GPGPU

美洲虎超級計算機

美國

田納西州橡樹嶺國家實驗室

2011第3名,2009第1名

180000個處理器,32TB記憶體,10PB檔案系統,45000個晶片

走鵑超級計算機

美國

紐約波基普西的實驗室

2009第2名

3456個節點,80TB記憶體,57英里光纖

海妖超級計算機

美國

田納西大學國家計算科學研究院

2009第3名

10萬個AMD雙核皓龍處理器

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