超级计算机现状和发展趋势PPT课件
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超级计算机现状和发展趋势
(3)计算机辅助设计:如波音757飞机,几乎所有的空气动力方 面的设计都用计算机.
(4)计算机仿真:用计算机模拟实际飞行和对抗.据权威人士 介绍,要用计算机代替风洞进行数值模拟,需要具有1000MB 的内存容量,1010~1011次/秒的计算机.
三.超级计算机的应用
2.在地震勘探中的应用
(1)地震勘探:地球物理勘探是对地下作间接的测量, 弄清地质构造,寻找碳氢化合物.在地震勘探中,用可 控方法产生弹性波场(可近似看作为声波),传入地 下,因地下介质的非均匀性,被散射到地面检波器阵 列,记录在磁带上.地面检波器阵列一般有48~1024 个检波器,每个检波器每1~2毫秒记录一个采样点, 每个样点16位,记录时间长度为3~15秒,因此,每个记 录长度达24万~7200万字节.
三.超级计算机的应用
5.在天气预报中的应用
当代衡量一个国家气象业务发展水平,从设备上主 要看两项:巨型计算机和气象卫星.
现代天气预报是在第二次世界大战中发展起来的, 最初是天气图的主观预报,从上世纪50年代开始,出 现了用计算机制作数值天气预报.现被公认为最好 的天气预报方法.早期计算机只能做短期(3天)预报, 目前用超级计算机可做中期(3天~2周)的天气预报.
联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力学, 基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
(2003.11)
排名 安放地点
超级计算机 / 制造公司
1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
SUN E10000/15000,SGI Origin 2000/3000和我国的银河三号,神 威一号等 国外的”雷鸣”.”闪电”,”红色 风暴”和国内的曙光4000系列, 联想1800/6800,浪潮天梭 TS10000,巨星10000等.
(4)计算机仿真:用计算机模拟实际飞行和对抗.据权威人士 介绍,要用计算机代替风洞进行数值模拟,需要具有1000MB 的内存容量,1010~1011次/秒的计算机.
三.超级计算机的应用
2.在地震勘探中的应用
(1)地震勘探:地球物理勘探是对地下作间接的测量, 弄清地质构造,寻找碳氢化合物.在地震勘探中,用可 控方法产生弹性波场(可近似看作为声波),传入地 下,因地下介质的非均匀性,被散射到地面检波器阵 列,记录在磁带上.地面检波器阵列一般有48~1024 个检波器,每个检波器每1~2毫秒记录一个采样点, 每个样点16位,记录时间长度为3~15秒,因此,每个记 录长度达24万~7200万字节.
三.超级计算机的应用
5.在天气预报中的应用
当代衡量一个国家气象业务发展水平,从设备上主 要看两项:巨型计算机和气象卫星.
现代天气预报是在第二次世界大战中发展起来的, 最初是天气图的主观预报,从上世纪50年代开始,出 现了用计算机制作数值天气预报.现被公认为最好 的天气预报方法.早期计算机只能做短期(3天)预报, 目前用超级计算机可做中期(3天~2周)的天气预报.
联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力学, 基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
(2003.11)
排名 安放地点
超级计算机 / 制造公司
1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
SUN E10000/15000,SGI Origin 2000/3000和我国的银河三号,神 威一号等 国外的”雷鸣”.”闪电”,”红色 风暴”和国内的曙光4000系列, 联想1800/6800,浪潮天梭 TS10000,巨星10000等.
2024年度计算机的发展历史ppt课件
计算机体系结构
采用冯·诺依曼体系结构， 由运算器、控制器、存储 器、输入设备和输出设备 五部分组成。
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代表性机器
Intel 4004
世界上第一款商用微处理器，集 成了2300个晶体管，时钟频率为
740kHz。
2024/3/24
Apple I
由史蒂夫·沃兹尼亚克设计，采用 Intel 8080微处理器，是第一台个 人电脑的雏形。
光计算机原理
利用光的传播速度快、并行处理能力强 等特性，以光信号代替电信号进行计算 。
VS
展望
光计算机有望解决传统电子计算机在速度 、能耗等方面的瓶颈问题。未来，光计算 机可应用于大数据处理、云计算等领域， 提高数据处理和传输速度。
2024/3/24
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量子计算机的原理与展望
量子计算机原理
利用量子力学中的叠加态和纠缠态等特性，实现超越传统计算机的并行计算能力。
展望
量子计算机具有颠覆性的计算潜力，未来有望在密码学、化学模拟等领域取得突破。例如，通过量子纠缠实现的 安全通信，可大大提高信息安全水平。同时，量子计算机可模拟复杂的化学反应过程，有助于解决新能源、新材 料等领域的科学难题。
2024/3/24
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THANKS
感谢观看
2024/3/24
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2024/3/24
生物计算机原理
利用生物分子（如蛋白质、DNA等）作为计算基本元素，通过生物化学反应实现信息 处理。
展望
生物计算机具有极高的并行处理能力和低能耗特点，未来有望在医疗、环保等领域发挥 重要作用。例如，通过模拟人体内的生物化学反应，生物计算机可协助研发更高效的药
物和治疗方法。
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光计算机的原理与展望
超级计算机的现状及未来发展趋势
超级计算机的现状及未来发展趋势随着科技的飞速发展，计算机技术也得到极大的提升，而超级计算机作为计算机技术的最高表示，其发展趋势也备受关注。
超级计算机领域的竞争在全球范围内都非常激烈，美国、中国、日本和欧洲等各国纷纷在超算领域展开竞争。
当前最新排名的500台超级计算机中，中国已经超越美国，成为世界上拥有最多超算的国家。
过去的十年中，超级计算机的速度与性能已经有了质的飞跃。
美国在2018年推出的Summit超级计算机已经将速度提升到了每秒数万亿次计算。
这一数值与过去相比已经有了巨大的提升，但随着技术的不断进步，这一数字很快会落到衰退状态。
超级计算机技术的未来在于更好地处理大量数据和更高的性能。
随着信息技术的日益深入，人们需要处理越来越庞大的数据集。
处理所有这些数据的方法是使用超级计算机。
未来的超级计算机应该能够更快地和更有效地处理这些数据。
另一个未来的发展趋势是在人工智能领域的应用。
随着机器学习和深度学习等人工智能技术的发展，超级计算机有望在这一领域得到更广泛的应用。
例如，超级计算机还可能有助于解决自然语言处理，图像识别和智能机器人等领域的挑战。
未来的超级计算机还有可能会在可持续发展领域得到更广泛的应用。
超级计算机可以帮助环境科学家更好地预测气候变化，协助合成新型材料，从而在跨学科领域促进创新和可持续发展的实现。
同时，超级计算机领域也面临着很多挑战。
一方面，超级计算机的运营成本和维护成本非常高，需要有强大的资金支持。
另一方面，超级计算机的能源消耗也是一个大问题，如果不优化能源使用方式，将严重损害环境。
为了克服这些问题，需要通过不断地研究和开发新的技术，以支持可持续发展的超级计算机。
总之，超级计算机是未来科技的重要发展方向之一。
超级计算机的发展能够极大地推动科技发展并解决许多重要的世界问题。
在未来发展过程中，超级计算机应该朝着加快数据处理和提高性能，广泛应用于人工智能和可持续发展的方向发展。
计算机网络应用现状及发展趋势.ppt
Internet各个组成部分的参与者之间的 利益可能是相互冲突的，参与者相互竞争 以实现自己特定的利益，称这种过程为 “扭斗(tussle)”。因此在下一代Internet体 系结构的设计中，容纳(如果可能并利 用)“扭斗”对于Internet体系结构的演进是 至关重要的。
种种迹象表明,现阶段以互联网为代表 的计算机网络在表现出从未有过的兴盛和 繁荣的同时,其相应体系结构也表现出从未 有过的脆弱和不足。正确认识当前计算机 网络的现状,深刻洞悉计算机网络发展的趋 势,全方位重新审视计算机网络体系结构的 涵义,对于研究和建立满足下一代网络发展 需求的新一代网络体系结构,具有重要的参 考价值和指导意义。
人们常用C&C（computer and communication） 来描述计算机网络，但从系统观点看，这还很不够， 计算机和通信系统是计算机网络中非常重要的基本 要素，但计算机网络并不是计算机和通信系统的简 单结合，也不是计算机或通信系统的简单扩展或延 伸，而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利 用等一切先进信息技术，是具有新功能的新系统。 因此，对于现代计算机网络的研究和分析，应该特 别强调“计算机网络是系统”的观点，站在更高的 高度来重新认识计算机网络结构、性能及网络工程 技术和网络实际应用中的重要问题，便于把握计算 机网络的发展趋向。
EPON是把全部数据都装在以太网帧内传送的网 络。EPON的基本作法是在G.983的基础上，设法保 留物理层PON（Passive Optical Network），而用 以太网代替ATM（Asynchronous Transfer Mode） 作为数据链路层，构成一个可以提供更大带宽，更 低成本和更多更好业务能力的结合体。现今95％的 局域网都是以太网，故将以太网技术用于对IP数据 最佳的接入网是非常合乎逻辑的。由EPON支持的 光纤到户，现正在异军突起，它能支持千兆比特的 数据并且不久的将来成本会降到与数字用户线路 （DSL，Digital Subscriber Line）和光纤同轴电缆 混合网（HFC，Hybrid Fiber Cable）相同的水平。
计算机未来发展趋势ppt课件
基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞 台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些 计算机是：超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA 计算机和量子计算机等。
2
超导计算机
芯片的集成度越高，计算机的体积越小，这样才不致因信号传输而 降低整机速度。但这样一来就使机器发热严重。解决问题的出路是研 制超导计算机。 电流在超导体中流过时，电阻为零，介质不发热。 1962年，英国物理学家约瑟夫逊提出了“超导隧道效应”，即由超导 体—绝缘体—超导体组成的器件（约瑟夫逊元件），当对其两端加电 压时，电子就会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质穿过，形成微小 电流，而该器件两端的压降几乎为零。与传统的半导体计算机相比， 使用约瑟夫逊器件的超导计算机的耗电量仅为其几千分之一，而执行 一条指令所需的时间却要快100倍。 1999年11月，日本超导技术研究 所与企业合作，制作了由1万个约瑟夫逊元件组成的超导集成电路芯 片。据悉，该所定于2003年生产这种超导芯片，2010年前后制造出这 种超导计算机。
因此，智能接口技术的研究既有巨大的应用价值，又有基础的理论意义。目前， 智能接口技术已经取得了显著成果，文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、 机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。
12
未来计算机的发展方向
随着计算机信息技术渗透到经济社会生活的各个领域，世界正逐步进 入到以信息产业为主导的新经济时代，互联网、移动电话、卫星网络 的发展，对人类经济社会将产生巨大的影响。到2020年，计算机将具 备各种基本感觉功能，包括听、说、看、嗅、触等，这是我们目前正 在研究的方向。
间触板 的声、
创 造 更 为 直 观 的 媒 介
16
语音识别技术有待突破
如果从声音识别系统的发展来看，要达到 “人与计算机之间的生理界限彻底消失” 目前困难较大。声音识别系统是人与机器 交流最自然的方式，然而这方面的研究目 前在全世界还是难题，技术突破还有困难。 不同的声音识别需要经过特定而长期的训 练，如今只能达到有限思维、特定词汇量、 特殊群体的特定语音识别。到2020年，语 音识别技术会发展到何种程度还很难预测。
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超导计算机
芯片的集成度越高，计算机的体积越小，这样才不致因信号传输而 降低整机速度。但这样一来就使机器发热严重。解决问题的出路是研 制超导计算机。 电流在超导体中流过时，电阻为零，介质不发热。 1962年，英国物理学家约瑟夫逊提出了“超导隧道效应”，即由超导 体—绝缘体—超导体组成的器件（约瑟夫逊元件），当对其两端加电 压时，电子就会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质穿过，形成微小 电流，而该器件两端的压降几乎为零。与传统的半导体计算机相比， 使用约瑟夫逊器件的超导计算机的耗电量仅为其几千分之一，而执行 一条指令所需的时间却要快100倍。 1999年11月，日本超导技术研究 所与企业合作，制作了由1万个约瑟夫逊元件组成的超导集成电路芯 片。据悉，该所定于2003年生产这种超导芯片，2010年前后制造出这 种超导计算机。
因此，智能接口技术的研究既有巨大的应用价值，又有基础的理论意义。目前， 智能接口技术已经取得了显著成果，文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、 机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。
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未来计算机的发展方向
随着计算机信息技术渗透到经济社会生活的各个领域，世界正逐步进 入到以信息产业为主导的新经济时代，互联网、移动电话、卫星网络 的发展，对人类经济社会将产生巨大的影响。到2020年，计算机将具 备各种基本感觉功能，包括听、说、看、嗅、触等，这是我们目前正 在研究的方向。
间触板 的声、
创 造 更 为 直 观 的 媒 介
16
语音识别技术有待突破
如果从声音识别系统的发展来看，要达到 “人与计算机之间的生理界限彻底消失” 目前困难较大。声音识别系统是人与机器 交流最自然的方式，然而这方面的研究目 前在全世界还是难题，技术突破还有困难。 不同的声音识别需要经过特定而长期的训 练，如今只能达到有限思维、特定词汇量、 特殊群体的特定语音识别。到2020年，语 音识别技术会发展到何种程度还很难预测。
2024年度计算机的发展史(PPT课件)
2024/3/24
7
晶体管的发明与影响
1947年，贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔 特·布拉顿发明了晶体管。
晶体管的发明是20世纪最重要的科技成就之一，它奠 定了现代电子技术的基础。
晶体管的出现使得电子设备的体积大大缩小，同时提 高了设备的可靠性和性能。
2024/3/24
8
第一台晶体管计算机
业奠定了基础。
2024/3/24
18
个人电脑的普及与发展
1970年代末至1980年代初， 个人电脑开始兴起，如Apple I、 IBM PC等。
2024/3/24
个人电脑采用微处理器作为核 心部件，具有体积小、价格适 中、易于使用等特点。
随着技术的进步和市场竞争的 加剧，个人电脑的性能不断提 高，价格逐渐降低，逐渐普及 到家庭和企业。
2024/3/24
03
联想收购IBM PC业务
2005年，联想收购IBM的PC业务，成为全球第三大PC制造商，加速了
国际化进程和品牌提升。
30
THANK YOU
感谢聆听
2024/3/24
31
80%
可靠性、稳定性提高
超大规模集成电路技术的应用使得 计算机硬件的可靠性、稳定性得到 显著提高，减少了故障率。
2024/3/24
23
当代计算机的发展趋势与挑战
微型化、便携化
随着移动设备的普及，计算机正朝着微型化、便携化的方向发展。
2024/3/24
智能化、网络化
人工智能、大数据等技术的融合应用，推动计算机向智能化、网络 化方向发展。
1954年，美国贝尔实验室研制出 第一台使用晶体管的计算机，名
为"TRADIC"。
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。
2024年度-《计算机的发展史》PPT课件
计算机结构
晶体管计算机采用中央处理器 （CPU）为核心的结构，包括运算 器、控制器、存储器和输入输出设 备等组成部分。
逻辑电路
晶体管计算机使用逻辑电路实现各 种逻辑运算，如与、或、非等，进 而实现复杂的计算和控制功能。
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第二代计算机的代表作品
1 2 3
IBM 7094 IBM公司在1960年代推出的晶体管计算机，具有 高性能和稳定性，被广泛应用于科学计算、数据 处理等领域。
随着企业信息化的发展，晶体管计算机被广 泛应用于数据处理领域，如财务管理、库存 管理、人事管理等。
军事应用
社会影响
晶体管计算机在军事领域的应用也日益广泛， 如导弹控制、雷达信号处理等。
晶体管计算机的出现推动了计算机技术的飞 速发展，改变了人们的生活方式和工作方式， 对社会产生了深远的影响。
16
04
命性的用户界面和多媒体功能。
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超大规模集成电路计算机的应用与影响
个人计算机的普及
超大规模集成电路计算机的出现，使得个人计算机的价格逐 渐降低，性能逐渐提高，成为家庭和办公的必备设备。
互联网的发展
超大规模集成电路计算机为互联网的兴起提供了强大的技术 支持，使得人们可以通过网络进行信息交流和资源共享。
多媒体技术的应用
超大规模集成电路计算机支持音频、视频等多媒体数据的处 理和应用，推动了多媒体技术的快速发展。
人工智能的崛起
超大规模集成电路计算机为人工智能提供了强大的计算能力 和数据存储能力，使得人工智能得以快速发展和应用。
24
06
计算机的发展趋势与展望
25
计算机硬件的发展趋势
处理器性能提升
随着制程技术的不断进步，处理器性能将持续提升，同时功耗将 进一步降低。
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SUN E10000/15000,SGI Origin 2000/3000和我国的银河三号,神 威一号等 国外的”雷鸣”.”闪电”,”红色 风暴”和国内的曙光4000系列, 联想1800/6800,浪潮天梭 TS10000,巨星10000等.
冯.诺依曼体系超级计算机架构图PMຫໍສະໝຸດ 单处理器架构PPP P
在TOP500中,有296套系统采用了机群系 统.占了49.8%.在前10名的系统中,机群系统 占了7个.
机群系统采用普通商业芯片和内连技术.
关于机群(CLUSTER)架构
机群架构脱胎于早年的大规模并行处理(MPP, Massive Parallel Processing ).它大受青睐的原因是其 经济性和公开性,与MPP不同之处是,它一般采用廉 价的普通服务器为运算节点,小规模的系统一般用 以太网内连,外加免费公开的操作系统LIUNX和并 行编程接口MPI. 使超级计算机的造价告别了天文 数字,应用足迹也能涉足千家万户.
但因机群系统大量使用IA服务器,随着节点数的 增加,其耗能和散热问题严重,可管性和可用性和可 持续运算能力大大降低.按目前技术水平,很难做到 一万个节点以上.
联想“深腾6800”超级计算机
联想“深腾6800”超级计算机
是国家“863”高科技计划设立的“高性能计算机 及核心软件”重大专项中“面向网格的高性能计 算机”课题项目,于2003年11月研制成功,名列第22 届TOP排列榜的第14名.它包括256个四路结点机, 1060个主频为1.3G的安腾2处理器芯片,内存总容 量2.6TB,磁盘容量80TB.其高速网络是Quadrics公 司的产品QsNet,点对点通信带宽300MB,峰值浮运 算速度5.324万亿次.
超级计算机的五代
结构
第一代 单芯片系统
第二代 向量处理系统
第三代 第四代
大规模并行处理 (MPP)体系
共享内存结构
第五代 机群系统 (CLUSTER)
典型代表
CDC7600,IBM360
Cray XMP,Cray YNP,NEC SX2 和我国的银河一号,银行二号 IBM SP2,Intel Paragon和我国的 曙光2000,3000等
在这以后,巨型机走过了五代,即单芯片系统、向量 处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存 结构和机群系统(CLUSTER). 超级计算机的日渐火 爆也吸引了软件巨头微软. 最近微软件表示他也要 涉足HPC领域,已独立成立了“高性能计算”部门, 并计划针对HPC开发一款”Windows Server HPC Edition”的新版本操作系统.
联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力学, 基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
(2003.11)
排名 安放地点
超级计算机 / 制造公司
1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
HPC是由8个或更多的计算机节点组成，作 为单个高性能机器工作的集群。
通俗地讲，超级计算机就是能够进行大规 模超速运算的计算机。
二.超级计算机的发展历程回顾
“巨型机之父”——西蒙.克雷
从真正意义上来说，研制出符合超级计算机定义 产品的人应是西蒙.克雷（S.Cray)博士,此人后来被 西方称为”巨型机之父”.1963年,他研制出世界上 第一台巨型机CDC6600,该共安装了35万个晶体管, 运算速度为1MFLOPS.
超级计算机现状 与发展趋势
目录
一.什么是超级计算机 二.超级计算机的发展历程回顾 三.超级计算机的应用 四.下一代的超级计算机
序
处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家 的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具 有举足轻重的意义.超级计算 (SUPERCOMPUTING ) 、高性能计算( High Performance Computing, HPC )的话题在近两年来是 一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、 浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能 有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从 全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算 系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚 至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来 越快.
M
共享内存多处理器架构
PPP
PPP
M
PPP
向量处理器架构
System Area Network
PPPP
MMMM
分布内存多处理器架构
关于机群(CLUSTER)架构
根据TOP500官方网站的资料统计,在荣登 榜名的系统中,有320套使用INTEL的处理 器,54套使用IBM POWER处理器,48套采用 HP PA-RISC, 采用AMD处理器的有31套.
3 美维吉尼亚理工大学
X(维吉尼亚理工大学)
4 美国家超级计算机应用中心 Tungsten(戴尔) 5 美西北太平洋国家实验室 Mpp2(惠普)
详见
6 美Los Alamos国家实验室 Lightning(Linux NetworX)
7 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 MCR LinuxCluster Xeon 2.4GHz
序
在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋 白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们 生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设 计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不 夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的 直接或间接的服务……
一、什么是超级计算机
根据美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室 对超级计算机(HPC)的定义:
8 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 ASCI White(IBM)
9 美能源部超级计算中心
Seaborg(IBM)
10 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 XseriesClusterXeon 2.4GHZ(IBM)
11 日本宇宙航空研究实验室 PRIMEPOWER(富士通)
12 美匹兹堡超级运算中心
冯.诺依曼体系超级计算机架构图PMຫໍສະໝຸດ 单处理器架构PPP P
在TOP500中,有296套系统采用了机群系 统.占了49.8%.在前10名的系统中,机群系统 占了7个.
机群系统采用普通商业芯片和内连技术.
关于机群(CLUSTER)架构
机群架构脱胎于早年的大规模并行处理(MPP, Massive Parallel Processing ).它大受青睐的原因是其 经济性和公开性,与MPP不同之处是,它一般采用廉 价的普通服务器为运算节点,小规模的系统一般用 以太网内连,外加免费公开的操作系统LIUNX和并 行编程接口MPI. 使超级计算机的造价告别了天文 数字,应用足迹也能涉足千家万户.
但因机群系统大量使用IA服务器,随着节点数的 增加,其耗能和散热问题严重,可管性和可用性和可 持续运算能力大大降低.按目前技术水平,很难做到 一万个节点以上.
联想“深腾6800”超级计算机
联想“深腾6800”超级计算机
是国家“863”高科技计划设立的“高性能计算机 及核心软件”重大专项中“面向网格的高性能计 算机”课题项目,于2003年11月研制成功,名列第22 届TOP排列榜的第14名.它包括256个四路结点机, 1060个主频为1.3G的安腾2处理器芯片,内存总容 量2.6TB,磁盘容量80TB.其高速网络是Quadrics公 司的产品QsNet,点对点通信带宽300MB,峰值浮运 算速度5.324万亿次.
超级计算机的五代
结构
第一代 单芯片系统
第二代 向量处理系统
第三代 第四代
大规模并行处理 (MPP)体系
共享内存结构
第五代 机群系统 (CLUSTER)
典型代表
CDC7600,IBM360
Cray XMP,Cray YNP,NEC SX2 和我国的银河一号,银行二号 IBM SP2,Intel Paragon和我国的 曙光2000,3000等
在这以后,巨型机走过了五代,即单芯片系统、向量 处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存 结构和机群系统(CLUSTER). 超级计算机的日渐火 爆也吸引了软件巨头微软. 最近微软件表示他也要 涉足HPC领域,已独立成立了“高性能计算”部门, 并计划针对HPC开发一款”Windows Server HPC Edition”的新版本操作系统.
联想“深腾6800”超级计算机已成功用于天气预 报,石油地震资料处理,核能开发应用,计算流体力学, 基因与蛋白分析和材料科学等20多项应用.
全球超级计算机500强前14名排名
(2003.11)
排名 安放地点
超级计算机 / 制造公司
1 日本NEC公司
地球模拟器,65万亿次/秒
2 美Los Alamos国家实验室 ASCI Q-AlphaServer(惠普)
HPC是由8个或更多的计算机节点组成，作 为单个高性能机器工作的集群。
通俗地讲，超级计算机就是能够进行大规 模超速运算的计算机。
二.超级计算机的发展历程回顾
“巨型机之父”——西蒙.克雷
从真正意义上来说，研制出符合超级计算机定义 产品的人应是西蒙.克雷（S.Cray)博士,此人后来被 西方称为”巨型机之父”.1963年,他研制出世界上 第一台巨型机CDC6600,该共安装了35万个晶体管, 运算速度为1MFLOPS.
超级计算机现状 与发展趋势
目录
一.什么是超级计算机 二.超级计算机的发展历程回顾 三.超级计算机的应用 四.下一代的超级计算机
序
处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家 的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具 有举足轻重的意义.超级计算 (SUPERCOMPUTING ) 、高性能计算( High Performance Computing, HPC )的话题在近两年来是 一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、 浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能 有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从 全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算 系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚 至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来 越快.
M
共享内存多处理器架构
PPP
PPP
M
PPP
向量处理器架构
System Area Network
PPPP
MMMM
分布内存多处理器架构
关于机群(CLUSTER)架构
根据TOP500官方网站的资料统计,在荣登 榜名的系统中,有320套使用INTEL的处理 器,54套使用IBM POWER处理器,48套采用 HP PA-RISC, 采用AMD处理器的有31套.
3 美维吉尼亚理工大学
X(维吉尼亚理工大学)
4 美国家超级计算机应用中心 Tungsten(戴尔) 5 美西北太平洋国家实验室 Mpp2(惠普)
详见
6 美Los Alamos国家实验室 Lightning(Linux NetworX)
7 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 MCR LinuxCluster Xeon 2.4GHz
序
在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋 白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们 生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设 计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不 夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的 直接或间接的服务……
一、什么是超级计算机
根据美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室 对超级计算机(HPC)的定义:
8 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 ASCI White(IBM)
9 美能源部超级计算中心
Seaborg(IBM)
10 美劳伦斯利弗莫尔国家实验室 XseriesClusterXeon 2.4GHZ(IBM)
11 日本宇宙航空研究实验室 PRIMEPOWER(富士通)
12 美匹兹堡超级运算中心