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天河一号超级计算机的作用
“天河一号”一期系统于2009年9月研制成功，这标志着我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。目下面是小编整理的关于天河一号超级计算机的作用，欢迎大家参考!
天河一号超级计算机的作用
截至目前，天津超算中心服务京津冀区域以及全国范围的企业、政府、科研院所各类用户超过600余家，每天为用户提供的计算服务机时超过140万，运行计算任务超1000个，每天都有数百个科研团队通过这个‘超级大脑’开展科研工作。天津超算中心成为我国目前应用范围最广、综合技术支持与研发能力最强的国家级超级计算中心。
据国家超级计算天津中心主任刘光明介绍，目前天津超算中心客户包括中石油、中海油、中石化、华大基因、天津药研院、中船重工、中国一重(天津)、中科院、国家海洋局预报中心、中国气象局、军事医学科学院、国家天文台、北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学等。“‘天河一号’超级计算机现在每天为用户提供计算服务机时超140万，运行计算任务超1000个，每天都有数百个科研团队通过这个‘超级大脑’开展科研工作。”刘光明自豪地说。
超级计算机到底能干什么?“通俗地讲，能算天、算地、算人。为航天火箭和飞机设计分析发动机和外形，使得火箭和飞机飞得快、省油;计算天气变化，预报气象，预测未来气候变化等等;为大地做体检，探明地下石油储藏情况，打出地下的石油;分析人类基因，解读生命的奥秘，使人活得更健康更长寿，研发新药，治疗疾病等。”刘光明说。
基于“天河一号”超级计算机和天津超算中心技术队伍的实力，“天河一号”积极服务全国科研院所、大学和重要的企业，其形成的科技创新能力和不断产生的科技创新成果，将对我国科技创新驱动战略产生重要影响。天津超算中心已成为我国目前应用范围最广、综合技术支持与研发能力最强的国家级超级计算中心。
天河一号超级计算机功能
国防科大“天河一号”超算获2014年度国家科技进步奖特等奖。一位来自涟源的湖南人、“天河一号”工程总指挥廖湘科，作为2014年国家科技进步奖特等奖代表发言。
这是一个历史性的时刻。从1983年中国科学家研制成功“银河”第一代巨型计算机开始，历经数代中国科学家的艰苦探索，中国超算终于冲上世界之巅，大显王者风范。 “天河一号”,被誉为“国之重器”。
这个光荣的胜利者的故事，要从屈辱的玻璃房故事说起。
引子
在国防科大，很多人都听说过玻璃房子的故事。
对于高性能计算机，欧美国家长期对中国禁运，还设立了专门从事禁运工作的组织。20世纪80年代，中国气象部门想从美国克雷公司进口一台计算机，美国人死活不肯卖。后来好不容易松口了， 但美国政府要对出口中国的高性能计算机进行监视，即在计算机机房安装监视仪器，机器也要封在玻璃机房里，由他们自己人使用监控，不许中国科技人员进去。
2010年，国防科大的超级计算机“天河一号”，勇夺国际TOP500排名第一。总设计师杨学军在接受新华社记者采访时，曾沉重地谈到自己亲眼看到玻璃房子的心情：“这段真实的历史，是中国科研工作者心中永远的痛。在中国土地上，被外国人拒于‘技术大门’之外，就像农民自家没粮，母亲自己没奶喂孩子。”
面对西方国家如此严密的技术封锁，以慈云桂教授为代表的第一代中国计算机科技人员坐不住了。这位国防科技大学计算机系、计算机研究所的创始人，率领国防科大计算机科研队伍，在1983年12月研发出中国第一台亿次巨型电子计算机，取名为“银河”。中国从此成为继美、日之后能独立设计和制造巨型机的国家。慈云桂被称为中国巨型计算机之父。
从慈云桂到杨学军，短短数十年的中国超算，可以用杨学军写的一首诗来描绘：梦幻天河弹指间，电闪巡地十亿年。滨海坐拥飞流急，倚天妙算出奇篇。
当年， 得知“天河一号”勇夺国际TOP500排名第一时，杨学军说：“我们做了一件让自己满意的事，做了一件让中国人扬眉吐气的事。”并赋得此诗。
壹 前奏
中国超算总比别人差那么一点点， 刺痛人心
20世纪90年代初，微处理器(CPU)的问世，导致了MPP(大规模并行处理)总体技术的突破。人类计算机开始迈入超级计算机时代。国际战略家们认为，“超级计算机已经成为国际竞争的战略领域。”
1993年，德国曼海姆大学汉斯·埃里克教授等开始实施国际TOP500排名。虽然纯属“民间活动”，但它释放出强大魅力，甚至得到政治家们的青睐，日益演变为“科技奥林匹克”。
此时，国防科大银河系列超级计算机关键技术攻坚势如破竹。但每当中国跃上一个新台阶，美国或日本不久便会宣布研制出世界上运算速度最快的超级计算机。用行内的话说：“我们的超级计算机水平总是比别人差那么一点点”。
虽然只是“一点点”，但在愈演愈烈的国际竞争中，却是天壤之别。在一篇即将付梓的报告文学中，作者龚盛辉评价这个“一点点”：
别人高了这么“一点点”，就意味着站在“巅峰”之上，就可以用俯视的目光看世界;你低了这么“一点点”，说明你还在半山腰，对别人只能仰视、只能谦卑!
只要别人高了那么“一点点”， 就可以蛮横地说“这个不能卖给你中国”“那个不能卖给你中国”，就可以对你指手画脚，要求你这么做、不允许你那么做……一句话，别人爱怎么的就怎么的，而你却拿别人没招儿!
这“一点点”，是勒在中国人脖子上的一根“绳套”，让人喘不上气来。
这“一点点”，是悬在中国人头顶上的一把“利剑”，深深刺痛了国人的心。
中国站在同一起跑线上，巅峰对决开始
进入21世纪，世界超级计算机发展遭遇“冰封”时期。科学家们为了提高超算系统的整体性能，只能依赖于加大系统规模：比如计算机体积有几个足球场那么大、需要建一个专用的发电站才能满足它的功耗。2004年日本的“地球模拟器”，虽然一度抢占国际TOP500排名第一，但其机房竟需要四层楼，铜质电缆有上百公里长。
超算技术再跨越，需要新的体系结构理论来支撑。 这也意味着中国和美、日等发达国家处于同一起跑线，中国在超算领域决战决胜、冲击巅峰的时机来临!
经过反复论证，杨学军在世界上最早提出异构融合体系结构技术。2006年，他率领研发团队展开攻关。身兼行政领导、型号总师等数职的杨学军，每周都要抽出两天时间与大家交流讨论学术问题，超过吃饭时间，他就自掏腰包请大家吃饭，在饭桌上继续讨论。平时，杨学军和成员们都带上两块手机电板，一旦有新发现，就打电话交流讨论，常常打到手机烫耳朵。
2007年6月，杨学军带领团队完成的研究论文《64位流处理器体系结构研究》，发表在国际计算机系统结构年会(ISCA)上，并被一家国际权威期刊录取。这是ISCA录取的第一篇来自中国研究机构、由中国学者独立完成的学术论文，也是计算机发展史上第一个由中国人提出的体系结构理论。
中国科学家，为世界超级计算机技术突破“冰封期”提供了崭新的思路。中国与世界计算机强国的“巅峰”对决，已经开始。
贰 出击
“冒险”出击： 从每秒10万亿次直接冲刺每秒1000万亿次
2006年开始，杨学军和他的团队，开始了一场极富创意甚至有点冒险的主动出击战。
其时，国家制定了“先研制两台百万次超级计算机、再研制一台千万亿次超级计算机”的“两步走”战略。但以杨学军为总设计师的总师组，经过深入技术调研、反复权衡利弊，决定从每秒10万亿次直接冲刺每秒1000万亿次，走别人没有走过的CPU+GPU技术路线。这一超常决策引起一片哗然。
研制超级计算机一般都以10倍速度逐步递增已成为国际惯例。从每秒10万亿次直接向每秒1000万亿次跨越，是不是迈得大了点?但杨学军认为，两步并作一步走虽然国际上少有，但对银河人来说并不是什么新鲜事。当年慈云桂带领大家研制“远望一号”远洋测量船中心计算机时，不也是从每秒万次直接向每秒100万次冲刺的吗?当今世界，超级计算机每10年性能提升1000倍，在此情况下，若按照所谓“惯例”按部就班，只能永远跟在别人后面。
雄心再豪迈，最终需实践检验。剑走偏锋的怪棋走得并不顺。
CPU(通用微处理器)+GPU(专用微处理器)异构融合体系结构，形象地说，就是把众多CPU、GPU有机地连成一枚“捆绑式火箭”。 中国有一句谚语：“一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝。”把数千个CPU、数千个GPU组合成一个“大庙”，它们还能卖力“挑水”吗?
2009年3月，他们把CPU、GPU这两类“和尚”组合起来，竟发现总性能还不到600亿次，而一颗CPU就有近500亿次的性能。也就是说GPU虽然用于图像处理速度惊人，但让它与CPU放在一块用于科学计算，就变得非常懒惰，计算效能只有20%左右。
面对测试结果，大家心里凉了半截。杨学军听完情况汇报后，向妻子招招手：“你去把车开来，带我出去转转。”车子驶出高速收费站时，杨学军掏出手机，坚定地说：“别人不敢走的路，并不等于走不通。从技术原理分析，GPU的计算性能，通过软件优化，是可以大幅提高的……”
“突击队”在长沙郊区闭关半年
1983年“银河一号”研制成功的消息传来时，正在清华读书的廖湘科，和同学们立刻南下长沙，亲眼目睹那些创造历史的机器是什么样子。毕业后廖湘科毫不犹豫考入国防科大读硕士，用他的话说：“我就是冲 ‘银河’去的!”
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