天河二号超级计算机

盘点世界上十大超级计算机：中国天河二号居首
国际TOP500组织最新全球超级计算机500强榜单新鲜出笼，冠军最终花落谁家呢？中国在前十中占据两席，现在为大家整理出世界十大超级计算机的详细资料。

第一名：天河二号
6月17日在德国莱比锡开幕的2013年国际超级计算机大会上，中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机，以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度夺得头筹，成为全球最快的超级计算机，比第二名Titan快近一倍。

继2010年11月天河-1A计算机问鼎以来，天河二号是再次夺得全球超级计算机第一名。

天河二号有16000个节点，每个节点部署了两个英特尔Xeon IvyBridge及三个Xeon Phi处理器，计算核心总数达3120000 个。

天河二号年底将部署在中国广州国家超级计算机中心当中。

第二名：泰坦（Titan）
位于美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室中的Titan从冠军宝座退至第二。

Titan搭载Cray公司的XK7系统，使用560640个AMD 皓龙处理。

中国超级计算机谱系国防科技大学计算机研究所——“银河系列银河-Ⅰ1983年运算速度每秒1亿次银河-Ⅱ1994年运算速度每秒10亿次银河-Ⅲ1997年运算速度每秒130亿次银河-Ⅳ2000年运算速度每秒1万亿次天河一号2010年运算速度每秒2507万亿次（2010年世界超级计算机排名世界第一）天河二号2013年运算速度每秒33.86千万亿次（2013年6月世界超级计算机排名世界第一）相比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机，天河二号计算速度是“泰坦”的2倍，计算密度是“泰坦”的2.5倍。

与天河一号相比，天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上，能效比提升了2倍，耗电量只有天河一号的1/3中科院计算技术研究所—“曙光”系列曙光一号1992年运算速度每秒6.4亿次曙光-1000 1995年运算速度每秒25亿次曙光-1000A 1996年运算速度每秒40亿次曙光-2000Ⅰ1998年运算速度每秒200亿次曙光-2000Ⅱ1999年运算速度每秒1117亿次曙光-3000 2000年运算速度每秒4032亿次曙光-4000L 2003年运算速度每秒4.2万亿次曙光-4000A 2004年运算速度每秒11万亿次曙光-5000A 2008年运算速度每秒230万亿次曙光-星云2010年运算速度每秒1271万亿次（世界第三台达到千万亿次的超级计算机）国家并行计算机工程技术中心——“神威”系列神威-Ⅰ1999年运算速度每秒3840亿次神威3000A 2007年运算速度每秒18万亿次神威蓝光2010年运算速度每秒1100万亿次（我国第一台全部采用国产CPU的超级计算机）联想集团——“深腾”系列深腾1800 2002年运算速度每秒1万亿次深腾6800 2003年运算速度每秒5.3万亿次深腾7000 2008年运算速度每秒106.5万亿次。

世界上运算速度最快的计算机是什么中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机，第四次摘得全球运行速度最快的超级计算机桂冠。

世界上运算最快的计算机是我们中国的，下面店铺给你介绍世界上运算速度最快的计算机。

世界上运算速度最快的计算机全球超级计算机TOP 500组织17日在美国正式发布了全球超级计算机500强最新排行榜，中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机，以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度，第四次摘得全球运行速度最快的超级计算机桂冠。

全球运行速度第二快的超级计算机，是美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”，其浮点运算速度为每秒17.59千万亿次，美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的超级计算机“红杉”在此次全球超级计算机500强排行榜中位列第三。

由国防科大研制的“天河二号”超级计算机系统，以峰值计算速度每秒54.9千万亿次、持续计算速度每秒33.9千万亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。

在最新全球超级计算机500强排行中，全球最快的五台超级计算机中，有三台为美国所拥有。

但美国能源部仍将投入巨资打造更快的超级计算机。

据报道，11月14日，总部位于纽约州的计算机巨头美国国际商用机器公司(IBM)宣布了一项3.25亿美元的协议，向美国能源部提供一种新型超级计算机，其数据传输的速度和效率均超过了市面上其他的硬件系统。

这两台超级计算机分别名为Sierra和Summit，将于2017年和2018年在劳伦斯利物莫国家实验室和橡树岭国家实验室上线。

届时，这两台超级计算机的浮点运算速度将分别达到每秒150千万亿次和100千万亿次，而中国的“天河二号”为55千万亿次。

专家指出，所谓超级计算机，就是在同时代里，运算速度达到最高级别的大容量巨型计算机。

资料显示，“天河二号”的系统存储总容量相当于600亿册每册10万字的图书。

假设每人每秒钟进行一次运算，“天河二号”运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年。

天河二号超级计算机系统结构与算法优化研究天河二号超级计算机是中国目前最为先进且高效的计算机系统之一，在国内外科学研究、工业制造、金融等领域都拥有广泛的应用。

其性能指标和并行处理能力在全球范围内处于领先地位，成为中国在高性能计算领域的重要代表。

本文将分析天河二号超级计算机的系统结构以及算法优化问题，探讨其在未来的发展和应用前景。

一、天河二号超级计算机系统结构天河二号超级计算机由国防科技大学和中国国家超级计算无锡中心联合设计研发，于2013年6月投入使用，是目前世界上运行最快的超级计算机之一。

其系统结构主要包括处理器、内存、通信、存储、操作系统等方面。

其中，处理器是天河二号的核心部件，采用的是国产飞腾处理器以及英特尔酷睿E7处理器组成的混合架构。

与此同时，天河二号超级计算机还引入了GPU加速器，其运算速度相当于1000多颗普通CPU的集合。

这种混合架构的设计理念，让天河二号在并行计算上有更强的能力和效率，提高了其整体的性能指标。

与此相伴随的是内存和存储系统的改进。

天河二号的内存总容量高达1.4PB，远超任何一个基于x86架构的超级计算机。

而存储的设计则采用了分级存储方案，把高速闪存与传统机械硬盘相结合，从而提高了整个系统的存储速度和容量。

此外，天河二号还采用了自主研发的龙芯操作系统，可以根据不同的任务需求做出相应的优化和调整。

二、天河二号超级计算机算法优化随着超级计算机应用场景的不断扩展，计算机的效率也变得越来越关键。

为了提高天河二号的计算效率和优化应用的性能，针对不同的应用场景和算法特性，专门进行了算法优化的研究。

1. 高性能计算优化在高性能计算场景下，应用程序需要耗费大量的计算资源进行并行处理。

通过对任务并行化和进程调度的优化，相应的应用效率得到了显著提高。

而为了进一步提高计算效率，在层次化存储结构的设计方案上，针对矩阵乘法、FFT等传统高性能计算中的计算瓶颈进行了优化。

值得一提的是，在大规模并行处理时，为避免数据安全问题，天河二号还在并行计算任务中引入了SVM虚拟化技术，从而实现了任务隔离和数据共享。

天河二号——我国的巨型计算机由国防科大研制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。

2010年11月，天河一号曾以每秒4.7千万亿次的峰值速度，首次将五星红旗插上超级计算领域的世界之巅。

2013年11月18日，国际TOP500组织公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单，中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以比第二名—美国的“泰坦”快近一倍的速度再度登上榜首。

广州大学城广州超算中心。

组成结构天河2号由16000个节点组成，每个节点有2颗基于Ivy Bridge-E Xeon E5 2692处理器和3个Xeon Phi,累计共有32000颗Ivy Bridge处理器和48000个Xeon Phi,总计有312万个计算核心。

每个Xeon Phi使用其中的57个核心，使用57个核心能够加速4个执行线程，运行在1.1GHz的Xeon Phi可以生产1003 Tflops的双精度运算能力。

单个节点可以有3.431 Tflops运算能力，16000个节点总计可达54.9PFlops性能。

每个运算节点有64GB主存、而每个Xeon Phi板载8GB内存，因此每个节点共有88GB 内存，总计16000个节点一共有1.404 PB内存，而外部存储器容量方面更是高达12.4PB.在每个主板上有2个计算节点，而每个框架则有16个主板，4个框架组成一个机柜，整个系统由125个机柜组成。

每个计算节点主板分为两块，一块CPM 一块APU,CPM上有4核Ivy Bridge、内存和一个Xeon Phi,而APU基板上则承载着5个Xeon Phi.CPM和APU之间有5个水平插入的链接口，由Ivy Bridge内置的PCI-E 2.0进行连接，虽然Ivy Bridge内置为PCI Express 3.0接口，但Xeon Phi仅支持2.0,单个通路为10Gbps带宽。

国家超级计算广州中心/广州超级计算中心天河二号简明使用手册V 1.5钟英2016年12月13日使用须知1.“天河二号”超级计算机（以下简称“天河二号”）的结点使用方式为独占式，即计算结点分配给用户以后，不能为其他用户所用；机时的计算也将以结点为基本单元。

比如，使用2结点共12核运行1小时的程序，机时为2*24*1=48（核*小时），而非2*6*1=12（核*小时）。

因此用户需要合理利用自己的资源。

2.用户所分配机时仅为机时使用。

如委托研发、修改程序代码、编写复杂脚本等额外服务，会产生一定的服务费用。

如有需求，请发邮件到**********************洽商。

3.有少量机时但不能满足作业运行完成时，按照中心目前规定：账号有剩余机时且还有少量短时间作业需要运行，作业可正常提交；若剩余机时已不能满足少量短时间作业运行完成，对于已经提交的作业仍会保障运行完成。

对于不希望继续运行需结束作业，用户需自行停止需要结束的作业。

对于已无机时的账号，使用yhi和yhq无法查看分区和作业状态，此时若还需查看作业状态信息，请使用“yhq -a”命令查看。

4.超算中心不提供商业软件的安装适配、售后及应用支持服务。

您可以自行安装和使用商业软件，或与该软件的售后服务团队联系寻求协助。

用户自行安装软件带来的版权问题请自负责任。

5.超算中心根据实际情况对基于“天河二号”部署的开源软件的安装进行一定程度上的协助，但软件的算法合理性、精度、并行效率、使用方法等软件自身问题需要自行解决。

常用的开源软件的使用方法可以查阅超算中心官网上的相关说明，如：/newsdetail.html?7311 （Quantum ESPRESSO）。

6.如您的任何行为对超算中心的财产和声誉等方面造成了任何损失，超算中心将依法追究相关责任。

以上条例解释权归超算中心所有。

目录1 登录 (1)1.1 VPN验证 (1)1.2 终端登录 (1)1.2.1 Xshell（Xmanager-XShell）登录 (1)1.2.2 PUTTY登录 (2)1.2.3 Linux或苹果系统登录 (4)2 文件传输 (5)2.1 文件系统 (5)2.1.1 /HOME分区 (5)2.1.2 /WORK分区 (5)2.2 数据传输 (6)2.2.1 FileZilla登录 (6)2.2.2 WinSCP登录 (8)3 环境变量管理工具module (10)3.1 简介 (10)3.2 基本命令 (10)4 编译器 (11)4.1 Intel编译器 (11)4.2 GCC编译器 (11)4.3 MPI编译环境 (12)4.4 MIC编译环境 (13)5 作业提交 (14)5.1 结点状态查看yhinfo或yhi (14)5.2 作业状态信息查看yhqueue或yhq (14)5.3 交互式作业提交yhrun (14)5.3.1 简介 (14)5.3.2 yhrun常用选项 (14)5.3.3 使用示例 (16)5.4 批处理作业yhbatch (16)5.4.1 简介 (16)5.4.2 使用示例 (16)5.5 结点资源抢占命令yhalloc (17)5.5.1 简介 (17)5.5.2 使用示例 (17)5.6 任务取消yhcancel (17)5.7 备注 (18)6 常见上机问题（FAQ） (19)1 登录1.1 VPN验证VPN登录操作步骤请见《VPN客户端使用手册》。

【勇闯天河,探秘“天河一号”超级计算机】天河二号国际超级计算大会(ISC，International Supercompufing Conference)每年都会发布两次世界上运算速度最快的计算机名单，名为Top500榜单。

在2010年11月发布的最新Top500排行榜上，中国自主研发的超级计算机“天河一号”以每秒2507万亿次的计算性能荣登榜首，排在第三的是由曙光公司研制的“星云”超级计算机。

从前十名的排名来看，中国两台计算机冲入前五标志着国内高性能计算在性能上已经达到国际先进水平。

超级计算机的研制历程表明，我们要在高技术领域有所作为，必须走一条具有中国特色的自主创新之路。

只有在和核心技术、实际效益和人才培养上不断地实现新的突破，科学研究才有持续向前发展的动力。

“天河一号”的强大性能随着我国经济持续不断地发展，科学技术、军事、医药研究等领域已经对千万亿次甚至更高性能的计算机提出了现实需求。

“天河一号”超级计算机是我国近年来自主研发的具有国际领先水准的超级计算机，它的研制者仍然是国防科技大学，1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”同样诞生在这所大学。

在中国传统文化里，“天河”是银河的别称，这台计算机的名字也暗示着我国超级计算机天津中心与“银河一号”计算机诞生地之间的合作。

采用了“多阵列可配置协同并行体系结构”等7项关键创新技术的“天河一号”超级计算机，综合技术水平位居世界前列，具有高性能、高能效、高安全和易使用的特点。

作为中国高技术研究发展计划(863计划)中的重大项目，“天河一号”超级计算机的设计始于2008年。

2010年年底，这台由103个机柜组成，占地面积近千平方米，总重量155吨的庞大计算机安装到了中国两个国家级超级计算中心之一的天津中心，向国内外用户提供超级计算服务。

“天河一号”将在资源勘探、生物医药研究、航空航天装备研制、金融工程、新材料开发等方面得到广泛应用。

同时，国防科学技术大学随后在“天河一号”的基础上，对加速节点进行了扩充与升级，新的“天河一号A”系统已经完成了安装部署，其实测运算能力从上一代的每秒563.1万亿次倍增至2507万亿次，成为目前世界上最快的超级计算机! 不过在这里读者肯定有一个疑问。

天河二号成为世界超级计算机军新华社消息北京时间11月20日上午，在美国新奥尔良市召开的世界超级计算机大会上传出喜讯：由国防科技大学研制的天河二号超级计算机系统，在国际TOP500组织首次正式发布的超级计算机高性能共轭梯度（HPCG）基准测试排行榜上，位居世界第一。

此前，由这个组织发布的第44届世界超级计算机500强排行榜中，天河二号位居榜首，获得“四连冠”。

天河二号2013年11月在国家超算广州中心投入运行，向国内外用户开放使用。

目前，天河二号已构建起材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、全数字设计与装备制造等六大应用服务平台，已先后为国内外220多家用户提供了高性能计算和云计算服务，在基因分析与测序、大型飞机和高速列车设计、大型装备制造等方面发挥了重要作用，为近百个国家重大科技项目、国际合作项目提供了高性能计算支持。

（王握文于冬阳）天河二号：超强算力不是传说运算能力有多强？它运算一小时相当于13亿人算1000年，比原来当今世界上最快的那台来自美国能源部橡树岭国家实验室研发的“泰坦”在速度上还要快上74%！要知道，在“天河二号”一排排高大的机柜里，一共装有3.2万颗主CPU和4.8万个协处理器。

那么，它到底有多快？据测算，天河二号的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次，而持续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次。

这是个什么概念？袁学锋打了个比喻，“假设每人每秒钟进行一次运算，…天河二号‟运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年。

”超级计算机有啥用？1．大学生创业不妨来试用袁学锋介绍，超算平台不仅只是面对大型企业，迎客之门同样为中小微企业敞开，大学生可以开展新兴产业的创业，用我们的软件做设计，然后网络销售。

至于技术，师奶和大学生们都可以使用。

他举了一个例子，比如服装设计师在新的数字平台上操作，设计出各种不同风格的服装，老板可以根据自己的消费群提供一个虚拟人，让其试穿，根据试穿结果来筛选。

“天河二号”超级计算机使用手册更新时间：2016年1月22日使用须知1.“天河二号”超级计算机（以下简称“天河二号”）的结点使用方式为独占式，即计算结点分配给用户以后，不能为其他用户所用；机时的计算也将以结点为基本单元。

比如，使用2结点共12核运行1小时的程序，机时为2*24*1=48（核*小时），而非2*6*1=12（核*小时）。

因此用户需要合理利用自己的资源。

2. 计算规模在60结点以内（含60）的作业，请提交到以“nsfc”开头的分区；更大规模的作业需提交到“BIGJOB”分区（此分区不允许提交小于61结点规模作业）。

（关于作业分区和提交的操作请仔细查看本手册第五章作业提交。

）3.用户所分配机时仅为机时使用。

如委托研发、修改程序代码、编写复杂脚本等额外服务，会产生一定的服务费用。

如有需求，请发邮件到nsfcsupport@洽商。

4.国家超级计算广州中心（以下简称超算中心）默认提供CPU计算结点。

如需使用“CPU+MIC”的计算结点，请发邮件至nsfcsupport@告知。

5.如需使用超算中心已配置的商业软件，请与nsfcsupport@ 联系。

超算中心不提供商业软件的安装适配、售后及应用支持服务。

您可以自行安装和使用商业软件，或与该软件的售后服务团队联系寻求协助。

用户自行安装软件带来的版权问题请自负责任。

6.超算中心根据实际情况对基于“天河二号”部署的开源软件的安装进行一定程度上的协助，但软件的算法合理性、精度、并行效率、使用方法等软件自身问题需要自行解决。

常用的开源软件的使用方法可以查阅超算中心官网上的相关说明，如：/newsdetail.html?7311 （Quantum ESPRESSO）。

7.如您的任何行为对超算中心的财产和声誉等方面造成了任何损失，超算中心将依法追究相关责任。

以上条例解释权归超算中心所有。

目录1 登录 (1)1.1VPN验证 (1)1.2终端登录 (1)2 文件传输 (6)2.1文件系统 (6)2.2数据传输 (7)3 环境变量管理工具MODULE (11)3.1简介 (11)3.2基本命令 (11)4 编译器 (13)4.1I NTEL编译器 (13)4.2GCC编译器 (14)4.3MPI编译环境 (14)4.4MIC编译环境 (15)5 作业提交 (16)5.1结点状态查看YHINFO或YHI (16)5.2作业状态信息查看YHQUEUE或YHQ (16)5.3交互式作业提交YHRUN (16)5.4批处理作业YHBATCH (19)5.5结点资源抢占命令YHALLOC (21)5.6任务取消YHCANCEL (22)5.7备注 (22)6 常见上机问题（FAQ） (24)6.1常见问题汇总 (24)6.2常见问题解决方案 (25)1 登录1.1 VPN验证在获得VPN账号和系统账号后，Windows SSL-VPN验证请按照如下步骤进行安全链接：Step 1：使用IE浏览器打开VPN登录地址，点击网页右上角“SSLVPN文件下载”，下载并安装运行；Step 2：使用IE浏览器打开VPN登录地址，输入VPN账号和密码，保持网页打开状态。