有史以来最强大十台超级计算机长什么样?
这篇文章介绍了有史以来的最为强大的十台超级计算机,从19世纪70年代至今。
Cray-1
第一台Cray超级计算机是由一个传奇的叫做Seymor Cray的团队开发而成。它是一个由氟利昂散热的64位系统,运行的速度为80MHz,带有8MB的RAM。如果很好地对向量进行操作的话,那么可以获得250 megaflops的峰值性能。和它的散热系统一起计算,Cray-1(Cray-1A)的第一个模型重达5.5吨,并且于1976年提供给Los Alamos国家实验室使用。
而该机器最著名的C型形状也是用于让内部的线缆尽量地短(该形状可以让内部的距离变短)。更短的线缆可以让系统以一个更高的频率进行操作(在当时可以达到令人疯狂的80MHz的速度)。
上图:经典的C型形状Cray超级计算机,该形状主要为性能而设计,而不是为了代表Cray中的C
Cray-2
Cray-2是1985-1989年内世界上最为快速的计算机,它的速度可以达到1.9 gigaflops的速度。就像Cray-1一样,它也是一个64位的系统。第一台Cray-2带有2GB的RAM空间,在当时已经被看作是非常巨大了。它的印刷电路板被做成紧密的8层,每一层的上面都进行互联,这就可以让任何空气散热的形式成为可能。该系统的散热采用了一种特殊的电子绝缘液体,叫做Flourinert(来自于3M公司,该公司可以给你更为详细的关于此散热的信息)来对电路板进行散热。正是由于液体散热系统的热交换水箱,就像下图中所展示的那样,Cray-2也得到了一个别称:“气泡”。
上图:请注意右图的散热系统的热交换水箱。它使得Cray-2赢得了“气泡”的美称
The Connection Machine 5
CM-5是Thinking机器公司超级计算机的成员之一,它最开始被设计用作人工智能应用以及符号处理,但是后来在计算科学领域却获得了成功。一个著名的CM-5系统叫做FROSTBURG,于1991年已开始被安装在美国的国家安全局,而投入使用是在1997年。FROSTBURG计算机一开始是由256个处理节点组成,但是后来于1993年升级到512个处理节点,并且带有2TB的RAM。它适用SPARC RISC的处理器,并且峰值的速度可以达到65.5 gigaflops。它具有一个非常好看的发光板,这个发光板可以告诉你当前处理节点的使用情况,并且可以用于工程师诊断错误。CM-5同样也在电影Jurassic Park(在岛屿的控制室)中被使用。
上图:可以清楚地看到CM-5和它的发光板。尤其在电影Jurassic Park中作为一个很重要的角色出现#p#page_title#e#
Fujitsu Numerical Wind Tunnel
Fujitsu公司由于其和日本国家宇航实验室合作开发了数字风洞超级计算机而得名。就像这台超级计算机的名字所写的那样,它用于模拟航行器和太空船的风流动,并且可以用于预测天气。该系统的速度可以达到124.5 gigaflops,并且在它1993年出现之时,是世界上最为快速的计算机。它是第一台突破100 gigaflops速度大关的超级计算机。
上图:用于计算飞行物的风流动,而数字风洞看起来很像一个空气动力学的装置
ASCI Red
ASCI Red是由Intel和Sandia实验室合作开发的超级计算,是1997-2000年世界上最快的计算机。原先的ASCI Red使用200MHz的Pentium Pro处理器,而后期的升级版使用Pentium II Overdrive处理器,速度为333MHz。它是第一个突破teraflops大关的计算机(随着处理器的升级,它后来突破了2 teraflops的关口)。该机器具有4510个计算机节点(大约使用了将近10000个Pentium Pro处理器),具有1212GB的RAM,而磁盘的空间为12.5TB。升级版的ASCI Red被放在104个机柜中,占据了2500平方英尺(230平方米)的空间。ASCI四个字母表示加速策略计算体,是美国政府用于通过模拟取代实际核试验的机器。
上图:ASCI Red所提供的计算能力可以模拟核试验,取代原来的实际现场试验
ASCI White
在ACSI Red之后,ASCI White取而代之成为了世界上最为快速的超级计算机,并且保持这一纪录在2000-2002年。尽管在名字上和ASCI Red非常相似,但是ASCI White完全不同于前者。Intel实现了ACSI Red,而ASCI White是一个IBM的系统,基于IBM的RS/6000 SP计算机系统。它具有8192个POWER3处理器,处理器的工作频率为375MHz,具有6TB的RAM以及160TB的磁盘空间。ASCI White的速度可以达到7 tereflops。
上图:ASCI White的鱼眼视图#p#page_title#e#
The Earth Simulator
地球模拟器(Earth Simulator)是由NEC公司构建,给日本宇航开发局、日本原子能研究实验室以及日本Marina科学技术中心使用。它在2002-2004年,是世界上最快的超级计算机。地球模拟器超级计算机用于在大气和海洋中运行全球气候模拟。它是基于NEC的SX-6架构,并且具有5120个处理器、10TB的RAM以及100TB的磁盘空间(外带磁带形式的1.6PB的大规模存储空间)。一开始的地球模拟器具有理论上的40 teraflops的峰值性能,而实际上它可以达到的速度为35.86 teraflops。目前,该机器的升级版仍然在使用之中。
上图:地球模拟器。日本人开起来喜欢将它们的超级计算机以其用途而命名(通过这一台以及前面的数字风洞就可以看出)
Blue Gene/L
IBM一开始开发蓝色基因系列的超级计算机用于模拟生物化学进程,包括蛋白质。位于Lawrence Livermore的国家实验室(LLNL)的蓝色基因L是2004-2008年最快的超级计算机,而随后它将这顶花冠让给了它的另外一台IBM超级计算机Roadrunner。在它当前的配置中,位于L蓝色基因计算机是基于蓝色基因P,是当前欧洲最快的超级计算机,名字叫做Jugene)
上图:这就是蓝色基因L超级计算机,它取代了地球模拟器超级计算机的皇冠
Jaguar
位于Oak Ridge国家实验室,Cray超级计算现在的速度是1.64 petaflops。而Jaguar已经经过了几代的更新,现在使用Cray的XT4和XT5架构,使用四核AMD皓龙处理器。它具有超过181000个处理器核,并且具有362TB的RAM以及10PB的磁盘空间。Jaguar具有284个机箱,而XT5单独的部分(200个机箱)大概和NBA的篮球场一样大。由于其性能超过1 petaflops,也就成为了2008年世界上第二快的超级计算机
上图:Jaguar超级计算机,由284个机箱的硬件组成
IBM Roadrunner
IBM的Roadrunner具有1.71 petaflops的处理速度,自从2008年6月成为世界上最为快速的计算机,第一台计算机可以稳定地保证1 petaflops的性能。它具有12960个IBM PowerXCell 8i处理器,速度在3.2GHz;同时拥有6480个四核AMD皓龙处理器,速度在1.8GHz,这样整个计算机是由130464个处理器所组成。它具有超过100TB的RAM。而Roadrunner超级计算机放在296个机架上,并且占据了6000平方英尺(560平方米)的空间,目前它位于新墨西哥的Los Alamos国家实验室。
上图:Roadrunner占据了大约6000平方英尺的空间。随着当前计算机的组建都变得越来越小,该超级计算机却变得越来越大,这一点非常地有意思
如果你认为上述的十大超级计算机给你留下了深刻的印象,那么可以再等待一些年。当前,已经有几个项目正在运作中。比如,IBM的最新宣布的Sequoia计划成为IBM armada超级计算机的旗舰产品。如果该计划如期完成,那么到2011年,它的处理速度可以达到20 petaflops,相当于当前最为强大的超级计算机的20倍速度。