天河2号超级计算机 租

世界排名第一的中国超级计算机天河二号在什么地方使用

位置：中山大学广州超算中心

机构：广州超级计算中心

系统：Kylin Linux

应用领域：生物医药、新材料、工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、电子商务、云计算与大数据、数字媒体和动漫设计等

未来方向：生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、宇宙、经济学，以及大型基因组组装、基因测序、污染治理等

天河二号超级计算机挖矿多久可以挖一个比特币？2100万个需要多久？

告诉你，家用PC挖的话计算力太低。按照现在9亿多的运算编程难度讲家用PC的算力一般在100M到600M之间，去挖的话一个月挣的钱连电费的十分之一都不够，所以需要矿机。现在市面上专门针对比特币生成计算算法而优化制造的机器就是矿机。一台矿机每秒能处理600GHash数据运算，不间断的话能够在大约10天的时间生成一个比特币，对电脑的配置要求好高的。

你说的一天能挖100个并不是没可能，确切的来说不需要一天，只需要几秒不到就可以拿下，前提是你拿得下世界排名第一的“天河二号”。

国家的超级计算机可以租用吗

除了呼呼的风扇声，赛场一片沉寂，在场的上百名大学生紧盯着电脑，手指飞快地敲击键盘。

这群平均年龄不到22岁的大学生，面对的是当下最前沿的研究：机器阅读理解、获2017年诺贝尔化学奖的冷冻电镜技术、美国国家航空航天局(NASA)的流体力学模拟软件……

面对海量的数据，清华大学的大四学生李北辰估算后决定调整方案，“几乎没法跑完”。临到结束，他甚至能听到自己的心脏“咚咚”地跳动。

这是2018年世界大学生超级计算机竞赛(简称ASC18)的现场，在2天20小时的规定时间里，每个队伍需要自己搭建小型超级计算机，完成组委会布置的4道题目，运算的结果将作为最后成绩的评分依据。

李北辰队伍搭建的机器的运算能力，约为1万台现在市面上主流家用电脑运算能力之和，但相比目前世界上最快的超级计算机“神威·太湖之光”，他们的算力还不到百分之一。

在几个国家超级计算中心的超级计算机里，日夜运行着全国各地发来的运算指令。不管是天文观测、航空模拟计算，还是天气预报、生物医疗等日常生活的需求，都需要超级计算机的支撑。

“超级计算机的研究水平决定了一个国家的尖端科研实力。以天气预报为例，如果计算明天天气的时间超过一天，那这个预报就毫无意义了。”国家超级计算济南中心主任张云泉告诉中国青年报·中青在线记者。目前中、美、日、俄等国对高性能超级计算机研究大力投入的背后，也是抢占科研制高点的竞赛。

1后面17个0

这是一个以万亿为计量单位的世界。

在超级计算机领域，有着一份世界500强榜单。根据最新的排名，如果一台机器的运算能力达不到500万亿次每秒，它将被无情地“除名”。衡量超级计算机的标准“简单粗暴”：运算能力够快。上一代超级计算机使用的架构与目前主流的不同，现在的技术将来也可能被量子计算机取代。

这份榜单每隔半年更新一次，总是能引起全世界的关注，人们津津乐道冠军的更替，哪个国家上榜的超级计算机最多、总算力最高还被美国总统写进国情咨文。

2013年至今，中国自主研发的超级计算机就一直稳坐榜首。最近两年，这个位置属于“神威·太湖之光”，它的峰值运算速度达到每秒12.5亿亿次，“1”后面17个“0”，大致相当于200万台普通电脑同时运行。

但它远不止是堆积用于运算的中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)这么简单。张云泉告诉记者，超级计算机的运算速度不遵循“1+1=2”的公式，还得考虑它们之间工作分配、数据传输的损耗。“这就像领导10个人和领导1000个人的区别，如果不能合理管理，每个人的工作效率都会大大降低，即每个CPU和GPU的性能都没有得到充分运用。”

在国家超级计算济南中心，“神威·蓝光”超级计算机黑色的机箱紧密排布，围成一个大圈，被小心安放在数百平方米的一楼大厅内。当这台研发费用数亿元的机器运转时，功耗是1兆瓦，大致相当于1.5万户家庭的家电功率总和，每年仅电费一项支出就接近2000万元人民币。

相比国家超级计算中心的“大手笔”，李北辰参加的ACS18则要求机器总功耗在3000瓦以内，这意味着能使用的CPU、GPU数量有一个上限。

为了最大化利用它们的运算能力，他们必须精打细算，一方面仔细分配每个节点的运算内容，另一方面还要简化复杂的运算，让每个节点能同时计算尽可能多的内容。

在这次比赛中，他们队伍用了16块GPU，总价值超过60万元人民币。为了分摊风险，几位队员一人负责几块，小心翼翼地将这些宝贝从学校的实验室运到比赛现场。赛前，场地上趴满了选手，大家都在紧张地安装和调试设备。

租用超算一天，花费上万元

比赛开始不多久，参赛的选手就开始冒汗。除了心理因素，还因为现场设备高速运转时，会释放大量的热量，队员戏称“可以摊鸡蛋了”。每个GPU都必须配备降温风扇，否则就会因温度过高而停止运行。

对超级计算机来说，如何有效地带走这些“大脑”思考时散发的热量一度是发展瓶颈。在国家超级计算广州中心，工程师专门建造了冷水厂，不间断运送8摄氏度的水进入“天河二号”的水冷系统。

机房还安排人员24小时值班，监控机器的运转状况，清理垃圾进程，实现效率的最大化。“是机器就有损坏和出问题的概率，怎样让它们的影响尽可能小也是门学问。”张云泉说。

李北辰曾参加另一场大学生超算竞赛，48小时不间断地比赛，他和队员只能轮流睡觉，保证有人时刻盯着机器运行。此外，组委会还随机对赛场断电，考查程序及时备份的能力。在实际使用中，这些都是极可能出现的挑战。

中山大学肿瘤防治中心的博士后赵齐对此深有体会，他所在的团队是最早用“天河二号”测试生物应用的团队之一。因为需要处理大量的生物基因组数据，他们从2012年起就开始使用超级计算机。

他告诉中国青年报·中青在线记者，他曾遇到各种奇怪的报错和任务丢失，环境配置也不定时出问题，经常算出他自己都不敢相信的结果。

这是因为生物信息领域在超级计算机上的应用还在起步阶段，成熟的软件不多，很多时候需要用户和超算中心的工作人员合作开发解决问题。

在过去5年，光他一个人就用“天河二号”处理了超过100TB的数据。超级计算机能在几天或几小时里，处理一般计算机半年乃至几年才能处理完的工作。以前，等待运算结果是他最苦闷的时候，“用上超级计算机算是奔小康了。”

因为需要处理的数据太多，网络传输较慢，赵齐有时会采用邮寄硬盘的方式，“邮递员最快”。

只是这样的代价很高。赵齐所在的实验室每年消耗在数据存储上的钱就在5万元左右。租用超级计算机进行数据处理，有时一天就会花费上万元。

对多数用户来说，使用超级计算机和自己的电脑没什么区别，登录账号，上传数据就行了，运算远在千里之外进行。

超算世界500强前两名是中国

当你拿起智能手机，向语音助手询问天气，远在美国的超级计算机在不到1秒的时间里理解了你的意思。甜美的女声播报的结果，则由济南、广州、无锡等多地的超级计算机共同计算得出。

大量影视公司利用它进行后期特效处理，传统制造业也倚仗这个技术，部分公司洗衣液的瓶子都是超级计算机设计的。

有了超级计算机，研究者可以模拟出人类器官对药物的反应，大大缩短新药的研发时间，节省成本。在抗埃博拉病毒药物的筛选中，超级计算机能够在一天内完成超过4000万分子化合物的筛选，以最快的速度应对爆发性恶性传染病。

此外，使用超级计算机进行核爆炸模拟还是美国研究核武器的方式。

过去，超级计算机的主要任务是进行科学计算。最近几年，有关人工智能的运算请求也越来越多。

为此，ASC竞赛也开始引入人工智能的问题，李北辰打比方说，过去他们的工作类似于计算式子的结果，但现在，他们更像是在做应用题，要先读懂问题，从中抽象出式子，再进行计算。

目前，“天河二号”的用户已经超过1200家，包括各大高校、研究所，支撑国家级课题超过400项。

2001年时，超级计算机500强名单中没有一台来自中国。而现在，榜单前两名都被中国占据。此外，中国的上榜数量达到204，排名第二的美国只有143。

2015年，美国开始对中国超级计算机领域施行芯片禁运，在那以前，美国对中国出口超级计算机也有诸多限制，例如出售的机器性能不能高于中国自己所能研发的机器性能。

张云泉告诉记者，我国已经掌握超级计算机的制造技术，包括“神威·太湖之光”“神威·蓝光”的一系列设备，从芯片、操作系统到冷却系统都完全由我国自主研发。

虽然中国在硬件条件上取得领先地位，但软件方面仍需要大量的投入。目前应用于超级计算机的商用软件几乎全部由美国、日本等国开发，中国的市场占有率基本为零。

“应用于超算的生物信息学软件开发起来举步维艰。”赵齐感慨，“人才缺口很大。”他所在的专业，很多人都放弃使用“天河二号”，因为学习和沟通成本太高。他觉得，超算中心应该做更多对超算技术的科普和培训。

在计算机科学领域，超级计算机不是热门方向。李北辰的同学中，每年只有10%左右的同学对这个方向有兴趣，多数人还是投身人工智能的研究。

在张云泉看来，解决软件问题需要政策和财政两方面的支持。“西方国家在超算领域多是制订10-20年的计划，背后有点军备竞赛的意思。但中国一直是制订5年计划，完成后再讨论下一个5年要不要继续。这样规划不够长远，技术团队也难以保持稳定。”

他介绍，我国对超级计算机领域研究的总投入与美国接近，但对软件的投入偏低，目前仅占总投入的20%。他认为，这个比例应该到50%比较合适，美国、日本也是这个比例。

“美国对超级计算机的研究已经超过了50年，而我国才刚刚30年，我们需要多一些耐心。”张云泉说，“过去我们是跟在别人后面跑，就只顾得上追了。现在我们超前了，该看清前进的方向，这比追赶花功夫得多。

天河二号超级计算机的组成结构

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，而不是使用全部的61个，因为使用61个在运算周期协调方面会有问题，而使用57个核心能够加速4个执行线程，并且在每个线程单周期可以达成4Gflops的运算量，运行在1.1GHz的Xeon Phi可以生产1.003 Tflops的双精度运算能力。如果考虑CPU,2 Ivy Bridge * 0.2112 Tflop/s + 3 Xeon Phi * 1.003 Tflop/s=3.431 Tflops,2个Ivy Bridge+9个Xeon Phi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256GB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CPU一块APU,CPU上有4核Ivy Bridge、内存和一个Xeon Phi协处理器,而APU基板上则承载着5个Xeon Phi协处理器.CPU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。

计算节点的前端处理器为4096个FT-1500处理器， FT-1500处理器是由国防科技大学为天河1研发，其可以说是天河1项目的最大收获，其为16核心的Sparc V9架构处理器，在40nm工艺情况下运行频率为1.8Ghz,峰值性能为144 Gflops/s,功耗为65W,但相比英特尔22nm 12核 2.2GHz 211Gflops/s性能的Ivy Bridge还是有明显差距。

天河2互联方面采用自主研发的 Express-2 内部互联网络，其为有13个交换机，而每个交换机有576个端口。连接介质为光电混合。具体控制器是名为NRC的ASIC专用目的集成电路，其采用90nm工艺，封装尺寸为17.16x17.16 mm,共有2577引脚。单个NRC的吞吐能力为2.56Tbps.而在终端方面网络接口也采用类似结构的NIC,但规模稍小，为10.76x10.76 mm, 675 pin,其采用PCIE 2.0方式连接，传输速率为6.36GB/s.并且在在12000节点的情况下延迟也很低，仅为85us.

而在计算能力方面，使用14336个节点 总计50GB内存进行LINPACK测试，理论性能为49.19Pflops,而实际测试性能为30.65Pflops,效率为62.3%.这个效率并不算高，还有很大优化提升潜力。当然也可能是被Xeon phi仅支持PCI Express 2.0带宽不足限制。

上面测试使用了16000个节点中的14336个，运用了90%的规模，基本可以代表天河2的整体性能表现。天河2的性能部件（处理器、内存、互联）整体功耗为17.6MW,而整体的运算能力为30.65PFlops,这样计算每瓦的性能为1.935Gflops,这个性能/功耗比可以排在超算TOP500的前五，其整体性能/功耗比十分出色。

系统的整体功耗为17.6 MW,并且这个功耗还不包括水冷这样的散热系统，如果考虑上整体功耗将高达24MW,广州国家超算中心将采用城市供水系统构建高散热效能的冷却系统，有能力可以提供80KW系统的散热能力。

天河二号超级计算机系统由170个机柜组成，包括125个计算机柜、8个服务机柜、13个通信机柜和24个存储机柜，占地面积720平方米，内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。天河二号运算1小时，相当于13亿人同时用计算器计算一千年，其存储总容量相当于存储每册10万字的图书600亿册。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，能效比相当。与该校此前研制的天河一号相比，二者占地面积相当，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，执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的三分之一。

天河二号超级计算机的存在问题

速度第一效率落后

天河二号的实用性、效率难令人满意。 ，2014年6月公布的世界超算500强天河二号计算效率为61.7%，效率排名第一的IBM nx360M4效率高达99.8%，速度排名第四的日本k计算机以93.2%效率排名效率第十八。

高性能处理器缺少

2015年4月9日，美国商务部发布报告，决定拒绝英特尔公司向中国的国家超级计算广州中心出售至强芯片用于天河二号系统升级的申请。国家超级计算长沙中心、广州中心、天津中心和国防科技大学四家国家超算中心被列入出口管制名单。

超级计算机天河二号有什么用

天河二号已应用于生物医药、新材料、

工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、电子商务、云计算与大数据、数字媒体和动漫设计等多个领域，还将广泛应用于大科学、大工程、信息化等领域，为经济社会转型升级提供重要支撑。

天河二号逐步在生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、宇宙、经济学，以及大型基因组组装、基因测序、污染治理等一系列事关国计民生的大科学、大工程中“大显身手”。此外，国家超算广州中心积极推动国际交流与合作，利用天河二号为国外研究机构提供高性能计算服务。

超级计算机“天河二号”能开1000个lol吗？

“天河二号”是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统，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。

2014年11月17日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次获得冠军。

2015年5月，“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学N体数值模拟，揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。同时这是迄今为止世界上粒子数最多的N体数值模拟。

2015年11月16日，全球超级计算机500强榜单在美国公布，“天河二号”超级计算机以每秒33．86千万亿次连续第六度称雄。

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，而不是使用全部的61个，因为使用61个在运算周期协调方面会有问题，而使用57个核心能够加速4个执行线程，并且在每个线程单周期可以达成4Gflops的运算量，运行在1.1GHz的Xeon Phi可以生产1.003 Tflops的双精度运算能力。如果考虑CPU,2 Ivy Bridge * 0.2112 Tflop/s + 3 Xeon Phi * 1.003 Tflop/s=3.431 Tflops,2个Ivy Bridge+9个Xeon Phi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256GB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CPU一块APU,CPU上有4核Ivy Bridge、内存和一个Xeon Phi协处理器,而APU基板上则承载着5个Xeon Phi协处理器.CPU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。

计算节点的前端处理器为4096个FT-1500处理器， FT-1500处理器是由国防科技大学为天河1研发，其可以说是天河1项目的最大收获，其为16核心的Sparc V9架构处理器，在40nm工艺情况下运行频率为1.8Ghz,峰值性能为144 Gflops/s,功耗为65W,但相比英特尔22nm 12核 2.2GHz 211Gflops/s性能的Ivy Bridge还是有明显差距。

天河2互联方面采用自主研发的 Express-2 内部互联网络，其为有13个交换机，而每个交换机有576个端口。连接介质为光电混合。具体控制器是名为NRC的ASIC专用目的集成电路，其采用90nm工艺，封装尺寸为17.16x17.16 mm,共有2577引脚。单个NRC的吞吐能力为2.56Tbps.而在终端方面网络接口也采用类似结构的NIC,但规模稍小，为10.76x10.76 mm, 675 pin,其采用PCIE 2.0方式连接，传输速率为6.36GB/s.并且在在12000节点的情况下延迟也很低，仅为85us.

而在计算能力方面，使用14336个节点 总计50GB内存进行LINPACK测试，理论性能为49.19Pflops,而实际测试性能为30.65Pflops,效率为62.3%.这个效率并不算高，还有很大优化提升潜力。当然也可能是被Xeon phi仅支持PCI Express 2.0带宽不足限制。

上面测试使用了16000个节点中的14336个，运用了90%的规模，基本可以代表天河2的整体性能表现。天河2的性能部件（处理器、内存、互联）整体功耗为17.6MW,而整体的运算能力为30.65PFlops,这样计算每瓦的性能为1.935Gflops,这个性能/功耗比可以排在超算TOP500的前五，其整体性能/功耗比十分出色。

系统的整体功耗为17.6 MW,并且这个功耗还不包括水冷这样的散热系统，如果考虑上整体功耗将高达24MW,广州国家超算中心将采用城市供水系统构建高散热效能的冷却系统，有能力可以提供80KW系统的散热能力。

天河二号超级计算机系统由170个机柜组成，包括125个计算机柜、8个服务机柜、13个通信机柜和24个存储机柜，占地面积720平方米，内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。天河二号运算1小时，相当于13亿人同时用计算器计算一千年，其存储总容量相当于存储每册10万字的图书600亿册。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，能效比相当。与该校此前研制的天河一号相比，二者占地面积相当，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，执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的三分之一。

超级计算机“天河二号”原本就不是用来运行游戏的，这是不可能的事情。

天河二号超级计算机相当于多少1080ti

天河二号已应用于生物医药、新材料、工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、电子商务、云计算与大数据、数字媒体和动漫设计等多个领域，还将广泛应用于大科学、大工程、信息化等领域，为经济社会转型升级提供重要支撑。天河二号逐步在生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、宇宙、经济学，以及大型基因组组装、基因测序、污染治理等一系列事关国计民生的大科学、大工程中“大显身手”。此外，国家超算广州中心积极推动国际交流与合作，利用天河二号为国外研究机构提供高性能计算服务。据悉，科技部近年不断加大对超算应用软件研发的投入。“十二五”以来的相关研发投入已超过2亿元。预计“十三五”期间投入将进一步加大。根据该专项“面向大规模科学计算的高性能多核CPU”课题计划安排，2011年中国将采用FT-1500CPU构建全自主国产千万亿次计算机——“天河二号”。借助天河二号的“计算神功”，国产C919大型客机开展了高精度外流场气动计算；中科院上海药物研究所开展了75万个小分子化合物的结合亲和力评估，完成了600多个各类药物的体内外活性测试评价。天河二号适配了广州市电子政务数据管理系统和云盘存储系统等，为智慧城市建设搭建高效可靠的承载平台……

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