目前“天河一號”配備了14336顆至強(qiáng)X5670處理器（32nm工藝，六核12線程，2.93GHz主頻），而GPU方面則采用了7168塊基于Nvidia “Fermi”架構(gòu)的Tesla M2050計(jì)算卡（主頻1.15GHz，雙精度浮點(diǎn)性能515Gflops、單精度浮點(diǎn)性能1.03Tflops）。而2048顆國產(chǎn)飛騰處理器的使用則使“天河一號”如虎添翼（八核64線程，主頻1GHz），后面我們會詳細(xì)闡述。

▲“天河一號”的CPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)，四路節(jié)點(diǎn)上每個(gè)至強(qiáng)X5670處理器（32nm工藝，六核12線程，2.93GHz主頻）擁有六根內(nèi)存，以4Gb*6*4來計(jì)算，單CPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存容量可以達(dá)到96Gb，如果采用8Gb DDR3內(nèi)存則單節(jié)點(diǎn)內(nèi)存容量可以達(dá)到192Gb之巨。

▲“天河一號”采用了國產(chǎn)處理器“飛騰”，65nm工藝，八核64線程，晶體管數(shù)目達(dá)到3.5億個(gè)。芯片主頻800Mhz-1Ghz，擁有3個(gè)HT直連總線接口，4個(gè)獨(dú)立的DDR3內(nèi)存通道，帶寬達(dá)到32GBps，8個(gè)PCIE 2.0通道，從規(guī)格上看要么是采用了微處理器內(nèi)核設(shè)計(jì)，要么就是超低緩存設(shè)計(jì)（晶體管數(shù)量決定了兩者只能取其一）

相比去年“天河一號”僅有5120個(gè)CPU（其中E5540(2.53GHz)處理器4096個(gè)，E5450(3.0GHz)處理器1024個(gè)）和5120個(gè)AMD HD4870組成的GPU計(jì)算模塊（詳見這里），現(xiàn)在的“天河一號”在性能上的飛躍也就不足為奇了。

“天河一號”有秘密武器 “星云”爆冷有三大原因

那么曙光“星云”超級計(jì)算系統(tǒng)作為曙光6000的一部分，今年5月底在Top500榜單上榮獲第二名的好成績，也同樣采用了至強(qiáng)5600系列處理器和“Fermi”架構(gòu)的Tesla計(jì)算卡，為什么會“悲情”的被爆冷呢？??原因有三個(gè)方面：

首先是規(guī)模上，“星云”擁有了120640個(gè)處理核心（CPU和GPU數(shù)量之和，詳見這里）；而現(xiàn)在的“天河一號”CPU部分擁有202752個(gè)核心（CPU核心數(shù)102400個(gè)，GPU核心數(shù)100352個(gè)），規(guī)模上較“星云”高出59.5%。內(nèi)存規(guī)模也達(dá)到了262TB，后臺存儲容量為2PB。

其次是處理器選型上，“星云”采用的是較低主頻的X5650（主頻2.66GHz），而“天河一號”則采用了X5670（主頻2.93GHz），值得注意的是X5670的功耗與X5650相同，均為95W（詳見這里）；而GPU方面“星云”采用的是C2050（T3600刀片機(jī)箱每個(gè)插了10塊C2050計(jì)算卡），而“天河一號”采用的是M2050計(jì)算卡（一個(gè)字母之差區(qū)別在何處？點(diǎn)擊這里和這里分別查看兩款計(jì)算卡的區(qū)別，其實(shí)就在于GPU附帶的3G存儲器的存儲頻率??1.5Ghz與1.55Ghz的區(qū)別）。

▲“天河一號”的GPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)，Nvidia “Fermi”核心Tesla M2050系列計(jì)算卡，擁有448個(gè)流處理器核心（CUDA核心），主頻1.15GHz，專用ECC存儲器是DDR5規(guī)格的3Gb緩存，緩存頻率高達(dá)1.55GHz，這使得GPU內(nèi)數(shù)據(jù)存儲速率達(dá)到了148Gb/s。由于散熱和功耗等因素，一個(gè)GPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)中只放置了兩塊M2050計(jì)算卡。

第三點(diǎn)也是最核心的區(qū)別??“天河一號”采用了雙向160Gbps私有高速通訊網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了“星云”所采用的QDR Infiniband 40Gb的通訊速率，可以說這種通訊速率上的秘密武器才使得“天河一號”得以集成如此多的處理器和GPU計(jì)算卡。而國產(chǎn)“飛騰”處理器的加入，不但有助于計(jì)算性能的提升，也為國產(chǎn)處理器進(jìn)入大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用做了示范。

▲“飛騰”處理器近照披露

▲傳說中的高速互聯(lián)交換芯片“NRC”和接口芯片“NIC”。其中NRC芯片片內(nèi)延遲只有單端口雙向帶寬高達(dá)160Gbps??是Infiniband QDR傳輸速率的2倍，而NRC單芯片上擁有16個(gè)這樣的交換端口，其峰值速率達(dá)到2.56Tbps。通信芯片由于穩(wěn)定性和制程局限，往往不采用最新的制程工藝，該NRC芯片采用了90nm工藝制造，晶體管數(shù)目大約為4.6億??細(xì)心的讀者可以發(fā)現(xiàn)其比“飛騰”處理器晶體管要多（再度認(rèn)為飛騰的微內(nèi)核專用性更強(qiáng)）

liukai

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