超级计算机现状和我国发展规划ppt

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超级计算机PPT(完整版)

“天河一号”系统配置计算阵列、加速阵列、服务阵列，以及互连通信子系统、I/O存储子系统和监控诊断子系统等
并行程序开发环境提供一体化图形用户界面，支持应用程序的调试和性能分析。
“天河一号”系统构成（5）
支持OpenMP、MPI并行编程；
“天河一号”系统）计算机关机后储存的资料会消失（现在的电脑内存基本上有1G）
会消失（现在的电脑内存基本上有1G） ②外部存储器（简称外存）长久的保存计算机中的资料（现在的
电脑外存至少160G以上） 3.输入输出设备：输入包括键盘、鼠标器、扫描仪、手写笔等输出包括有显示器、打印机、绘图仪、音箱、显示器
• 超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机（客户端）和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象
编
译
优
化
支持
•
“天河一号”具体配置如下：
采用两级Infiniband QDR互；
–6144个通用处理器；储存器 ①内部存储器（简称内存）计算机关机后储存的资料会消失（现在的电脑内存基本上有1G）
采用分布式集中管理结构，实现全系统的实时安全监测、系统控制和调试诊断等功能
该排行榜每年更新两次,在日前于德国汉堡召开的年国际超级计算大会上公布了最新一期排名, 橡树岭国家实验室的“美洲虎
操作系统、编译系统、资源管理系统和并行程序开发环境等四部分组成。
–512个服务结点； “星云”由曙光公司的TC3600刀片系统集群组成,内部采用英特尔至强六核处理器、NVIDIA Tesla C2050图形处理器,总计120640个计算

超级计算机技术的发展现状与未来趋势分析

超级计算机技术的发展现状与未来趋势分析随着科技的快速发展，超级计算机已经成为人们日常生活以及科研探索中不可或缺的一部分。

超级计算机技术以其卓越的计算能力和处理速度，为人类解决了许多重大难题。

本文将从技术发展现状和未来趋势两个方面进行分析。

一、技术发展现状超级计算机技术在过去几十年中取得了巨大的进步。

早期的超级计算机使用大规模集成电路来提供计算能力，但受制于硬件成本和功耗的限制，其应用领域受到了一定的限制。

然而，随着新一代计算技术的出现，如并行计算和量子计算，超级计算机的性能得到了飞跃式的提高。

同时，新的架构和算法也加速了超级计算机的发展。

目前，超级计算机技术的发展主要集中在提高计算速度和能效方面。

硬件升级和优化是实现这一目标的重要手段之一。

例如，采用更高效的处理器和内存体系结构，能够显著提升计算效率。

此外，新材料和新器件的应用也为超级计算机的能效提升提供了新的可能性。

软件方面的发展同样不可忽视。

新的算法和优化技术不仅可以提高超级计算机的性能，还可以提高应用程序的可移植性和可扩展性。

此外，人工智能和机器学习技术的应用也为超级计算机的性能提升和智能化应用提供了新的途径。

二、未来趋势分析未来几年，超级计算机技术将继续发展，呈现出以下几种重要趋势。

首先，超级计算机的规模和速度将进一步提升。

随着硬件技术的不断突破，超级计算机的计算能力将达到目前的数十倍甚至上百倍。

更高速的计算将为科学研究和工程领域提供更多的机会和挑战。

其次，超级计算机将更加偏向于解决复杂问题和大规模数据处理。

在人工智能和大数据时代，超级计算机将发挥重要作用。

例如，通过深度学习算法和强化学习技术，超级计算机可以更好地理解和处理海量的非结构化数据。

另外，云计算和边缘计算的发展将为超级计算机带来新的机遇和挑战。

云计算技术的普及使得超级计算机资源可以更好地共享和利用。

而边缘计算技术的应用将使超级计算机更加接近终端用户，提供更快速的计算和响应。

最后，超级计算机的能耗和环境影响也将成为关注的焦点。

超级计算中心的建设和运营模式PPT培训课件

超级计算中心的建设和运营模式 ppt培训课件
contents
目录
• 超级计算中心概述 • 超级计算中心的建设 • 超级计算中心的运营模式 • 超级计算中心的维护与管理 • 超级计算中心的义
超级计算中心是一种高性能计算平台，具备强大的计算、存储和网络能力，能够为各种大规模、高复杂度的计算任务提供高效、可靠的计算服务。
包括运营团队的人力成本和人员培训等费用。
其他成本
包括能源消耗、场地租赁等费用。
04 超级计算中心的维护与管理
系统维护
硬件设备检查与维护
01
定期对硬件设备进行检查，确保设备正常运行，及时发现并解
决潜在问题。
软件更新与升级
02
及时更新和升级操作系统、应用程序和相关软件，以保障系统
稳定性和安全性。
建立故障发现和定位机制，快速准确地确定故障原因。
3
应急响应流程
制定完善的应急响应流程，确保在故障发生时能够迅速应对，最大限度地减少损失。
05 超级计算中心的未来发展
技术发展趋势
硬件技术
随着集成电路技术的不断发展，超级计算中心的硬件性能将持续提升，计算能力将更加强大。
软件技术
随着并行计算、分布式计算等技术的发展，超级计算中心的软件环境将更加成熟，能够更好地支持各种应用。
存储设备配置
根据数据存储需求，配置合适的存储设备，包括存储容量、读写速度、数据安全等。
网络设备选择
选择高带宽、低延迟的网络设备，确保超级计算中心内部和外部的高速通信。
软件安装与配置
操作系统安装
软件配置与优化
根据超级计算中心的需求，选择合适的操作系统并进行安装。
根据实际需求对软件进行配置和优化，提高超级计算中心的运行效率。

超级计算机的发展现状与趋势

超级计算机的发展现状与趋势随着信息技术的发展，超级计算机的发展也逐渐得到了极大的推动。

这些巨大的计算机被广泛应用于天气预报、物理模拟、药物设计、基因研究等领域，在各种实验和科学研究中发挥者至关重要的作用。

本文将从超级计算机的定义、发展、应用和未来趋势等方面进行论述。

1. 超级计算机的定义超级计算机是一种用于完成科学、工程和商业应用中高维、高精度、高速度计算的计算机。

根据国际超级计算机排名，当前世界排名前十的超级计算机都拥有强大的处理能力，达到了数百万亿次/秒的级别。

其中最强大的前三位分别为中国天津的“天河3”超级计算机、美国奥克拉荷马州的“Summit”超级计算机和中国广州的“神威太湖之光”超级计算机。

2. 超级计算机的发展超级计算机的历史可以追溯到20世纪60年代，当时的美国和苏联政府为了保持军事优势，加强了对计算机技术的投资和研发。

随着计算机技术的不断发展，20世纪90年代，超级计算机开始进入了商业领域。

此后，超级计算机在气象预测、基因研究、航空航天、核能模拟等领域得到了广泛应用。

在超级计算机的发展历程中，处理器数量是一个重要的指标。

从最早的单处理器到后来的向量处理器和并行处理器，处理器数量逐渐增加，计算能力也得到了飞速提升。

最近几年，超级计算机使用了更多的图形处理器和人工智能芯片，能够加速特定应用的计算。

3. 超级计算机的应用超级计算机的应用领域非常广泛，包括以下几个方面：(1) 生物医药：超级计算机在生物医药领域的应用包括基因组学、蛋白质结构预测、药物研发等，为研究人员提供了强大的计算支持。

(2) 气象预报：超级计算机可以用于气象模拟，提高天气预报的准确性。

例如，日本的“十一号台风”预报，就是依靠超级计算机完成的。

(3) 能源模拟：超级计算机在核能领域的应用相当广泛，并且在化石能源模拟方面也发挥着十分重要的作用。

(4) 物理模拟：超级计算机可以应用于物理模拟领域，例如宇宙学、天体物理学、地震学、高能物理等多个方面。

超级计算机的发展(课件)

超级计算机的起源与发展
1982年: 克雷公司Cray XMP/2，世界上第一部并行向量计算机，计算速度突破 GigaFLOP/s秒十亿次浮点计算)
80年代:业界开始转向大规模并行运算系统。
1990年: 日本超级计算机
NECSX-3/44R 超越Cray系列，打破美国一家独大。
人工智能在各个领域的应用
虽然超级计算机在这些领域中有着广泛的应用，但是它也存在一些局限性。例如，超级计算机的能耗和维护成本非常高，需要专门的机房和专业的技术支持。此外，一些复杂的问题和算法仍然需要不断的改进和优化，以提高超级计算机的计算效率和精度。
PART
我国超级计算机发展水平
超级计算机对国家的重要性
超级计算机的主要特点
超级计算机主要特点包含两个方面: 极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度，因此它可以在多种领域进行一些人们或者普通计算机无法进行的工作。
PART
超级计算机的起源与发展
超级计算机的起源与发展
超级计算机是1929年《纽约世界报》中最先报道出的一个名词，它是将大量的处理器集中在一起以处理庞大的数据量，同时运算速度比常规计算机快许多倍。但是从结构上看，超级计算机和普通计算机都是大同小异的，而这种并行化处理使得人们可以对庞大数据进行处理，进而影响到各个行业运行，其意义十分重大，1976年美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒亿次的超级计算机，突出表现一国科技实力的超级计算机，堪称集万千宠爱于一身的高科技宠儿，在诸如天气预报、生命科学的基因分析、核业、军事、航天等高科技领域大展身手，让各国科技精英竞折腰，各国都在着手研发亿亿级超级计算机。
1992年: 英特尔 Paragon超级计算机，历史第一台突破万亿次浮点计算。

超级计算机技术的发展现状和未来前景

超级计算机技术的发展现状和未来前景随着科技不断发展和计算机技术的不断进步，超级计算机的技术也在不断突破和提升。

超级计算机已经成为科学研究和工业应用领域中必不可少的重要工具之一，它不仅可以为科学家和工程师提供更高效和准确的计算能力，还可以为社会带来很多实际利益。

本文将从超级计算机技术的发展现状和未来前景两个方面进行探讨。

一、超级计算机技术的发展现状随着计算机技术的不断进步，超级计算机的技术也在不断地发展和提升。

目前已经有很多国家和企业投资大量的资金、人力和物力来研发超级计算机技术，在计算机性能、运行速度和功耗等方面都取得了很大的进展。

目前世界上最快的超级计算机是中国的“神威·太湖之光”，它采用了由国产芯片构成的自主研发架构，拥有1.5亿核、10.65百万GB内存和93.01亿GB/s的理论最高传输速度，它的性能已经达到了1255.3个Petaflops，比第二名的美国“山毛榉”超级计算机快了3倍以上。

此外，其他国家和企业也在竞相研发超级计算机技术，如美国的“山毛榉”、“Summit”等，日本的“富岳”、“京”等以及欧洲的“Juqueen”、“Piz Daint”等，它们都是世界最先进的超级计算机之一，它们的运算能力和性能已经远远超过了以前的超级计算机，为科学和工业应用提供了更加准确和高效的计算能力。

二、超级计算机技术的未来前景未来，超级计算机技术的发展前景也越来越广阔，它将在国防、环境、医疗、制药、物理、计算化学、航空航天及汽车制造等诸多领域得到广泛应用。

例如，在国防方面，超级计算机可以在战略规划方面提供帮助，比如在作战演练、情报系统、防御系统等方面进行计算和模拟，从而提高军事应对的能力。

在环境和气候方面，超级计算机可以对大气循环、气候预测、地震模拟等进行计算分析，为人们提供更加精准的气象和环境指导。

在医疗和制药方面，超级计算机可以在人体疾病和药物研发等方面提供高精度的计算和分析，从而提高临床治疗和药物开发的效率和成功率。

超级计算机的发展现状与未来趋势

超级计算机的发展现状与未来趋势随着科技的飞速发展，超级计算机在现代社会中发挥着越来越重要的作用。

超级计算机是一种具备强大计算能力和处理能力的大型计算机，可以快速解决极为复杂的科学问题和工程难题。

本文将探讨超级计算机的发展现状和未来趋势，以及其对社会进步的影响。

首先，我们来看一下超级计算机的现状。

目前，世界上的超级计算机数量不断增长，并且计算性能也在不断提高。

在过去的几十年中，超级计算机的计算性能以指数级的速度增长，由于芯片制造技术的不断进步和计算机架构的优化，计算能力得到了极大的提升。

例如，2019年6月发布的美国“顶点”超级计算机，其计算峰值性能达到了每秒超过1.2亿亿次浮点运算，几乎是之前超级计算机的两倍。

这种飞跃式的提升使得超级计算机能够解决更加复杂、庞大的科学问题，为科学研究和工程技术发展提供了强有力的支持。

其次，让我们展望一下超级计算机的未来趋势。

随着人工智能、大数据和云计算等技术的广泛应用，超级计算机发展的未来将面临更多的机遇和挑战。

一方面，人们对于超级计算机的需求将更加迫切。

例如，随着人工智能的普及，需要训练大规模的深度神经网络，而这需要超级计算机提供强大的计算能力和存储能力。

另一方面，超级计算机的性能提升将更加困难。

由于芯片制造技术的逐渐趋于成熟，摩尔定律逐渐失效，超级计算机的发展将面临物理限制。

因此，超级计算机的未来发展将需要从架构设计、算法优化等方面寻求突破。

超级计算机的发展不仅对科学研究和工程技术有着重要的意义，还对社会进步产生了深远的影响。

超级计算机在天气预报、气候模拟等领域的应用，可以为防灾减灾提供更加精确的数据和预测，保护人们的生命财产安全。

此外，超级计算机在新药研发、基因测序等医学领域的应用，可以加速疾病的诊断和治疗过程，提高医疗水平。

超级计算机在能源、交通等领域的应用，可以为提高能源利用效率、优化交通运输方案等提供支持，推动社会经济发展。

因此，超级计算机的发展将对人类社会产生积极影响，为社会进步和人类福祉做出重要贡献。

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The architecture is not the only solution, but the best so far
CPU
-- 美国斯坦福大学计算机系主任比尔•戴利 Billy Daley, Computer Science College, Stanford University
➢ 64 bits Multi-core and Multi-thread CPU
自主高速互连通信技术
➢ Self-developed High-speed interconnect communication technology
“天河一号”的运算速度比橡树岭国家实验室的要快大约40%，这是运算速率的极大提升。中国同时研制了一种互联技术，让这些处理器相互联系，这不是美国的技术，而是中国自己的技术。这是一个创举。
超级计算机现状和我国发展规划
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汇报内容 Outline
超级计算机现状和我国发展规划国家超算天津中心及天河一号介绍未来国家超算天津中心重点研发方向与资源
更新规划
5/11/2020
-
2
第一部分
超级计算机现状和国内发展规划
HPC development strategy and situation
大应用数值模拟软件平台 ➢ 部署容量型普适推广应用课题，部署于国家超算中心等，培育、
吸引和稳定一批自主应用软件系统的用户
高性能计算环境 HPC environment Construction
➢ 建立具有世界一流资源能力和服务水平的、支撑国家创新发展的国家高性能计算环境
5/11/2020
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8
第二部分
5/11/2020
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5
超级计算机现状和发展规划
超级计算机是国家综合科技创新能力的基础支撑，全球各大国家均大力发展超级计算机
中国近几年在大力发展超级计算机
5/11/2020
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6
天河超级计算机发展
Development history of Tianhe supercomputer
1978年，由小平批准，国防科大开始研制“银河-1” 从此，开始了中国研制超级计算机的艰难和辉煌的历程
5/11/2020
-
3
超级计算机现状和发展规划
天河二号
2013年天河二号5.49万万亿2次013年，5.5万万亿次
TH-1A，2010年，
4.7PFlops
从1.6亿次到5.49万万亿次； CrayT3D
Cray T3E-1200 1998年1Tflops
IBM BlueGene/L 2005年，367Tflops
The technology belongs to China, not U.S., it’s a pioneering work
-- 美国田纳西大学教授杰克•唐加拉 - Prof. Jack Dongarra, Tennessee University
Approved by Xiao-ping DENG, the NUDT started to develop the “Milky Way -1”. From then on, began a difficult and glorious history of Chinese
Supercomputer research.
38年性能提高了340000000倍 1993, 19Gflops
2007年，596Tflops
走鹃，2008年，
1千万亿次
Cray-1 1976 160Mflops
Cray-YMP 1988年，2.3Gflops
39年前第一台商用巨型机问世
5/11/2020
1983
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1992
IBM红色选择 1999年，3万亿次
银河-1 100M5/f1l1o/p20s2,01983
银河-2 1Gflops,1990
银河-3 10Gflops,1997
-
天河一号 4.7Pflops,2010
天河二号 55Pflops,2013
7
科技部高性能计算计划 : 2016-2020
MOST projects on HPC: 2016-2020
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国际学术界的评价
三大技术创新
Three technical innovations
CPU+GPU异构融合体系结构
➢ CPU+GPU heterogeneous architecture
64位多核多线程自主飞腾1000
Remark from international academia
中国的“天河一号”采取的CPU与GPU融合的结构，代表了未来超级计算机的发展趋势。随着计算机规模的不断拓展，这种结构虽然不是唯一的解决方法，但目前看来是最好的。
主要业务为高性能计算、云计算和大数据服务，目前服务的政府、企业及科研院所用户数已达600余家
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NSCC-TJ
国家发改委“大数据技术与应用”国家地方联合工程实验室国家工信部工业云试点单位国家科技部示范型国际合作基地博士后科研工作站与多家企业和研究机构建立的联合实验室
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天河一号Hale Waihona Puke 计算机技术创新广泛的应用成效
1997
日本地球模拟器 2002年，40Tflops
4
超级计算机现状和发展规划
提高超级计算机性能的三驾马车
➢ 主频、指令级并行、并行度
并行度
➢ 足够宽（数万结点） ➢ 足够深（核间、异构、SIMD、指令级）
“三驾马车”中两驾无力，只有靠扩大并行度
– “Performance = Parallelism”，Bill Dally
高性能计算机 Supercomputer R&D
➢ 建立协同研发的机制，集中优势力量，突破核心关键技术 ➢ 研制Eflops超级计算系统（1000 Pflops)
高性能计算应用 HPC applications Support
➢ 建立适应不同行业的国家高性能计算应用软件中心 ➢ 部署行业能力型重大应用软件系统的研发，构建能力型行业重
国家超级计算天津中心与天河一号
Introduction to NSCC-TJ & Tianhe-1A
5/11/2020
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9
NSCC-TJ
我国目前已投入运营的应用范围最广、综合支撑能力最强的国家级超算中心
• 峰值4700万亿次的天河一号超级计算机； • 400台以上服务器的通用云计算系统； • 容量超过10PB的海量存储系统； • 多领域行业软件； • 完善的网络基础设施； • 完善的机房、供电、制冷等基础设施。