解读：天河2号超级计算机 直指超算TOP1【组图】
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1、天河2概要
21ic电子网，在五月底在长沙举办的国际HPC大会上，国防科技大组员透露了天河2的详细信息。天河2将会被安置在广州的国家超算中心，为华南的教育和研究机构提供高性能计算服务。
天河2将会由16000个浪潮的节点组成，每个节点有2颗基于IveBridge-EXeonE52692处理器和3个XeonPhi，累计共有32000颗IveBridge处理器和48000个XeonPhi，总计有312万个计算核心。
2、天河2的节点
每个XeonPhi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4flops的运算量，运行在1.1GHz的XeonPhi可以生产1003Tflops的双精度运算能力。如果考虑CPU，2IvyBridge*0.2112Tflop/s+3XeonPhi*1.003Tflop/s=3.431Tflops，2个IveBridge+3个XeonPhi单个节点可以有3.431Tflops运算能力，16000个节点总计可达54.9PFlops性能。每个运算节点有64GB主存、而每个XeonPhi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1.404PB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CPM一块APU，CPM上有4核IveBridge、内存和一个XeonPhi,而APU基板上则承载着5个XeonPhi。
CPM和APU之间有5个水平插入的链接口，由IveBridge内置的PCI-E2.0进行连接，虽然IveBridge内置为PCIExpress3.0接口，但XeonPhi仅支持2.0，单个通路为10Gbps带宽。
3、天河2内部互连
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SparcV9架构处理器，在40nm工艺情况下运行频率为1.8Ghz,峰值性能为144Fflops/s,功耗为65W，但相比英特尔22nm12核2.2GHz211Gflops/s性能的IveBridge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，核心尺寸为17.16x17.16mm，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10.76x10.76mm,675pin，其采用PCIE2.0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。
4、天河2的性能
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Xeonphi仅支持PCIExpress2.0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/功耗比可以拍在超算TOP500的前五，其整体性能/功耗比十分出色。
系统的整体功耗为17.6MW，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2灯光效果
天河2虽然并不是最早采用英特尔XeonPhi的超级计算机，但其却对XeonPhi却有至关重要的意义，天河2号对于Xeonphi的采用使得其在与Tesla的竞争中稳稳占到上风，并给予TeslaKO般的致命一击。天河2号的意义不仅在于登顶超算排行TOP1，相比天河1和其他基于GPU的异构超级计算机，其在应用范围上更广、整体效率更高，相比在浮点计算精度、分支预测存在天生缺陷的GPU异构计算有更大的实用价值。天河2采用XeonPhi,可以说代表HPC并行计算到达新的层次，迎来XeonPhi并行计算的新时代，同时也预示着以NVIDIATesla为代表的GPU异构超算逐渐走向死路末途。
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