颠峰对决：全球最牛3款Linux超级计算机

　　2010年全球高性能计算机TOP500排行榜在今年6月份公布了，今年的三甲分别是Jaguar、曙光星云和Roadrunner。今年让国人特别激动的是曙光的“星云”挤入第二名。可以注意到的是，这前三款超级计算机使用的都是Linux操作系统，那么究竟2010年的前三名超级计算机是什么样的呢？一起来看看吧。

         根据TOP500资料显示，目前全球500强超级计算机有282部在美国，114部在欧洲(其中英国拥有38部，法国拥有29部，德国拥有24部)，24部在中国，18部在日本，5部在印度。从整个操作系统占有比例上可以看出，Linux几乎独占了HPC超级计算领域。至2010年6月为止的数据显示，Linux所占的比例达91%。

▲2010年全球500强超级计算机分布图

▲2010年6月全球高性能计算机TOP500操作系统家族排行版

▲2009年6月全球高性能计算机TOP500操作系统家族排行版

        第一名：Cray的美洲豹“Jaguar”

　　位列2010年高性能计算机Top 500第一名的超级计算机仍然是去年Top 500 12月份的冠军——来自Cray的美洲豹“Jaguar”，凭借1.759PFlop/s(每秒1759万亿次)的计算能力傲视群雄。从官方公布的数字来看，“Jaguar”采用了224162个处理器核心。该款超级计算机位于美国田纳西州橡树岭国家实验室，主要用于武器模拟。Jaguar使用的操作系统是UNICOS/lc，这是结合Linux服务节点和Catamount微核计算节点的系统。　

　

　
▲图：美国强超级计算机Jaguar

　　Jaguar(美洲豹)是一台结合XT3和XT4系统Cray XT系统。是美国国家领导的主要计算设备(NLCF)。

　　目前Jaguar装有11706个处理器节点，其中，有11508个是计算机配置节点，主要提供I/O和登录服务。而且每个计算节点包含2.6GHz的双核AMD皓龙处理器和8GB的内存。该服务器节点包含2.6 GHz双核ARM皓龙处理器和8GB内存。整个系统提供超过119万亿次的浮点运算和大约46万亿字节的内存总量峰值性能。此外，该系统为其文件系统提供约600个缓存磁盘空间。

　　Jaguar系统中的每个节点是通过 Hypertransport技术连接到Cray Seastar路由器中，而Seastars路由使用的是一个三维环面的拓扑互联结构。这种拓扑结构具有高带宽、低延迟、可扩展性强等特点。

　　Jaguar速度是1750万亿次，普通的计算机要花费多久时间来完成这个计算呢 ?

　

　　上图给了一个很直观的演示，Jaguar运行1秒钟，普通PC需要运行10小时 (相当于从伦敦坐飞机到墨西哥的时间)。Jaguar运行1分钟，普通PC需要运行25天(相当于从约翰欧格罗斯步行到加拿大兰兹角所花的时间)。Jaguar运行1小时，普通PC需要运行4年(这个相当于两届世界杯间隔时间)。Jaguar运行1天，普通PC需要运行100年(100年的时间都可能收到女皇的电报了)。

         第二名：曙光“星云”超级计算机

        2010年全球高性能计算机TOP500排行榜上中国有两台进入前十名，居世界超级电脑500强第二位的是曙光“星云”，位于深圳国家超级计算机中心，运算速度1270万亿次。而位列第七的是“天河一号”。这样的好成绩标志着我国生产、应用、维护高性能计算机的能力已达到世界领先水平，对中国高性能计算机的发展具有划时代的意义。　　

       “星云”是由TC3600系列计算刀片搭建、使用了英特尔至强5650处理器和Nvidia Telsa的超级计算机，它是目前为止中国超级计算机在Top500榜单上的最高名次的高性能计算机。

       “星云”是目前中国实测性能超过一千多万亿次的首台商用高性能计算机，其峰值运算速度可达每秒3000万亿次，实测Linpack性能达到每秒1271万亿次。除了超强计算能力，它还拥有超高密度、超高性价比、超低功耗以及超广泛应用等特点。该款计算机采用的也是Linux操作系统。

▲曙光“星云”超级计算机

　　曙光公司成立于1995年，实现了国产高性能计算机的产业化生产，构建了集研发、设计、制造于一体的服务器产业链。2008年，该公司推出了我国首款百万亿次超级计算机曙光5000A，并在当年发布的全球高性能计算机TOP500排行榜上跻身世界超级计算机第十位。 

         第三名：IBM “Roadrunner”超级计算机

　　排名第三的是IBM的“Roadrunner ”走鹃超级计算机，目前位于美国新墨西哥国家实验室。主要用于实验研究工作。Roadrunner使用操作系统还是开源Linux操作系统——Red Hat。Roadrunner将主要用于确保国家核武器储备的安全问题。此外，它还用于天文，能源，人类基因组科学和气候变化的研究。

▲IBM的“Roadrunner ”走鹃超级计算机

　　2006年，美国能源部国家安全管理局选定洛斯阿拉莫斯国家实验室作为IBM超级计算机Roadrunner的研发实验基地。Roadrunner(走鹃)是以新墨西哥的州鸟的名字命名的，花费了大约1亿美元的成本。Roadrunner经过三个阶段的研究才完成得，它是世界上第一个“混合”超级计算机。每秒钟可以完成一千万亿次计算。Roadrunner的速度是IBM位于劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Blue Gene system中运行最快计算机的2倍。

　　Roadrunner是世界上第一台混合超级计算机。其早期设计主要使用Cell宽带引擎® ，最初主要是为索尼Playstation 3 ® 这类视频游戏平台而设计的，主要结合X86处理器和AMD®。

　　据统计，Roadrunner连接了6562个双核ARM Opteron ®芯片和12,240个Cell芯片，它是基于IBM QS22刀片服务器模型。Roadrunner计算机系统有98万亿字节的内存，并存放在一个278个冰箱大小的机柜中，而IBM BladeCenter®大约要占领5200平方米英尺的空间，总共有1万个节点，其全部无线带宽和千兆以太网共需要55英里的光纤电缆。Roadrunner重达500000英镑。参与到Roadrunner项目中的公司和技术包括：Emcore(安科), Flextronics(伟创力), Mellanox and Voltaire。

　　Roadrunner有一个特别的“三刃”配置，是由两个IBM QS22刀片服务器和一台IBM LS21刀片服务器合并而成的，每个三刃每秒钟就可以运行400亿次计算。而且整个机器就包含有3060个“三刃”配置，这些全部都是由IBM罗彻斯特工厂生产的。

　　这台机器的构建和测试都是在IBM纽约的Poughkeepsie工厂，这里是1990年美国政府创立ASCII系列超级计算机的基地。

　　与很多传统的超级计算机相比，Roadrunner的混合设计方式具有较小的能源(2.34兆瓦)和世界领先的效率——每瓦4.37亿次计算。IBM认为Roadrunner绝对可以冠上“绿色的超级计算机”的名号。

　　IBM目前也正在为Roadrunner研究新的软件，Roadrunner的一个重要目标就是让其混合超级计算能力服务于商业应用。通过和企业和学术伙伴合作，开发一个开源的生态系统，为金融计算、能源勘探和医疗成像等提供重要服务。

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