揭秘天河二号超级计算机：3.2万颗主CPU称霸全球

去年底，新一期全球超级计算机500强榜单在美国公布，中国“天河二号”超级计算机连续第六度称雄。

目前，超算中心已构建起材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、智慧城市大数据和云计算等6大应用服务平台。共有48名工作人员，其中技术人员有30名。

“天河二号”由170个机柜组成，一共装有3.2万颗主CPU和4.8万个协处理器。虽然每排机柜彼此分开，但它们工作时是彼此相联的，其实是一台计算机。

计算速度快，存储量大，体积也非常大，这是记者看到超级计算机时最直观的感受。要保证“国之重器”的正常运行，首先需要保证水电不断。

如果正常运行，年耗电量约为2亿度。每个星期电费大约在80万元左右。

据了解，超算中心不仅有固定的运维人员保证“天河二号”平稳运行，同时，无论供电、供水都是“特别配置”。为了保障机器不因断电而数据丢失，南方电网为超算中心建设了两路独立并互为备份的电源。在供水方面，广州市政府在距离超算中心3公里以外建了一个冷水厂，专门供中心使用。

由于超级计算机的基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，所以很多人会误以为超级计算机就是简单的cpu叠加。但这是一个认识误区。

袁学锋打了个比方：你用1000台PC，用普通的网线把它们连接在一起，你可能花了1万度电，算了10天，但是你用真正的超级计算机，可能只用5000度电，花了两天就算出来了。

“超级计算机就好比算盘，如果没有口诀，它就毫无用处。”国家超级计算机广州中心应用部工程师钟康游解释道。对于超级计算机而言，要让它真正运行起来，也需要各种口诀，但这些口诀更庞大、更复杂。目前科学界把这个算法称为超级算法理论。

超算中心的工程师们，每天花大量的时间，在优化“口诀”，找出更高效率的计算方法，最大限度地充分利用超级计算机的计算能力。

“有些客户想要运行一些很庞大的程序，操作比较复杂，但客户往往还停留在‘双击’启动的操作习惯，就得由我们来优化‘口诀’，让操作更‘傻瓜’。”钟康游形象地说，简单来说优化“口诀”就是“木桶效应”原理。

一个木桶能装多少水，取决于最短的一块板。而一个程序运行的速度，取决于跑得最慢的那个进程。“我们要做的就是通过一些小技巧，尽可能地使所有进程加快。优化后，原来需要11小时才能出的结果，现在只需3小时。”

袁学锋表示，目前，天河二号可以连续运行10小时无故障，稳定性全球第一。计算机运行过程中，最核心的是高速互联。可以想象成是几万台的PC联在一起做并行计算。而做并行计算的核心就是通讯，使大规模的系统能同步。因此我们要构架足够短的距离，使通讯速度足够快、稳定和可靠。