北京长风信息技术产业联盟：高性能计算机发展情况研究报告（13页）.pdf

1、1高性能计算机发展情况研究报告高性能计算（Hgih Preformance Computing,HPC）是利用并行处理和互联技术将多个计算节点连接起来，从而高效、可靠、快速地运行高级应用程序的过程，在许多情况下又被称作超级计算，已成为解决科学研究、经济发展、国家安全等方面诸多重大难题的重要手段。本文在介绍世界主要国家和地区高性能计算机发展态势的基础上，对我国的现状进行了总结，并指出存在的问题及对策建议。一、中国高性能计算机发展现状我国在基金委、科技部的长期支持下，近年来在基础理论与方法、工程设计和制造技术、机器研制及人才培养等方面有了一个质的飞跃。高性能计算机研发方面突破了异构协同并行计算体系

2、结构、高性能处理器、高速互连、高密度组装、高效冷却、系统可靠性、并行系统软件等关键技术，成功研制了天河、神威、曙光、深腾等高性能计算机。（一）我国百亿亿次计算战略部署在 2016 年启动的国家“十三五”高性能计算专项课题中，江南计算技术研究所、国防科技大学和中科曙光和同时获批开展 E 级超级计算原型系统的研制工作。截至 2018 年10 月，专项课题的三台 E 级超算的原型机系统神威 E 级原型机、“天河三号”E 级原型机和曙光 E 级原型机系统全部北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北

3、京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟2完成交付。神威 E 级原型机系统和“天河三号”E 级原型机系统已相继在国家超算济南中心和国家超算天津中心完成部署并启用。而曙光 E 级原型机系统在完成交付后，部署在上海超级计算中心和国家超算深圳中心。我我国国在在 E E 级级超超算算的的研研制制方方面面暂暂时时处处于于领领先先位位置置。（二）我国高性能计算机现状1 1、性性能能分分析析2010 年国产天河一号首次夺得 HPC 世界冠军，当年上榜数量也首次超过日本和欧盟，仅次于美国。神威 太湖之光蝉联四

4、次世界冠军。迄今为止，中国超算已经十次夺得世界第一，中中国国 T TO OP P1 10 00 0 的的平平均均 L Li in np pa ac ck k 性性能能继继续续保保持持比比国国际际T TO OP P5 50 00 0 平平均均 L Li in nk kp pa ac ck k 性性能能高高的的局局面面，且 TOP100 入门门槛仍然超过 TOP500，中中国国研研制制超超算算系系统统的的能能力力已已经经跻跻身身世世界界先先进进水水平平的的行行列列。2 2、制制造造商商分分析析中国 TOP100 的超算系统已经实实现现全全部部为为国国产产超超算算系系统统，曙曙光光、联联想想和和浪浪

5、潮潮三三强强争争霸霸的局面继续保持并加强，三强合计占国产系统份额的 92%。其中曙光、联想各 40 套，并列第一。北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟北京长风信息技术产业联盟3图 12018 年我国 TOP100 制造商系统份额（数据来源：2018 中国高性能计算机性能 TOP100 排行榜）3 3、体体系系结结构构分分析析2015 年美国禁止销售英特尔 Xeon（至强

6、）芯片给中国的四个国家级超算中心，这使得逐步实现国产自主是未来中国超算行业的发展趋势。从 CPU 类型看，2018 年榜单排名靠靠前前几几位位采采用用国国产产芯芯片片的的超超算算比比例例增增大大。神威太湖之是我国第一台全部采用国产处理器构建的超算，天河一号、二号、三号全部采用国产 CPU，AMD 和 IBM 处理器不再在榜单中出现。除了国家投资的超算外，TOP100 的商商业业化化公公司司超超算算都都是是采采用用美美国国芯芯片片，绝大部分来自英特尔或英伟达公司。英伟达公司的 Tesla 系列 GPU 在 HPC 系统逐渐成为加速计算的主流，TOP100 榜单中，有 31 套系统采用英伟达的 T