从曙光1号到5000A 揭秘曙光HPC发展史

中国的“争气机”：曙光1000

　　随着云计算在国内外兴起，以云计算和大型机为代表的先进计算能力，在信息资源开发、互联网关防、电子政务、公众服务等方面的关键应用，代表国家信息技术水平，成为综合国力体现。

　　曙光一号多处理机成功，到曙光5000A引领中国速度，曙光一直承载中国高性能计算不断超越的使命！曙光超千万亿次HPC——星云高性能系统，再次引领中国高性能计算辉煌，回顾曙光高性能计算机发展史。

　　曙光1号

　　时间：1993年10月

　　事件：曙光1号推出

　　意义：中国的高性能计算的起点

　　1993年10月，在李国杰的带领下，智能中心自主研制出了我国第一台SMP（对称式多处理机）结构计算机——曙光1号计算机，闯出了一条中国的高 性能计算机之路。曙光1号是我国863计划取得的一项重大成果，它标志着我国已掌握了设计制造支持多线程机制的对称式紧耦合并行机的世界先进水平，缩短了 我国在并行处理技术上与国外的差距。然而，此时李老师清醒地认识到，曙光1号计算机实际上只咬住了当时国外高技术的尾巴，这远远不够。

　　曙光1号的研制过程凝聚了很多人的辛勤劳动，包括早期参加决策的领导、专家，攻关过程中的众多科研人员以及应用过程中的相关人员。 1992年3月，智能中心组织了陈鸿安、樊建平、刘金水、李如昆、王永杰等人到美国硅谷进行曙光1号的封闭式开发，开始了11个月左右后来戏称为“美国洋插队”的生活。生活地为一美式独居小院，有四个卧室，厨房与客厅很大。办公处距生活处要开车20分钟左右。为方便加班，大家决定将办公地点设在客厅中。这样除与外界接触仍在原办公处外，其他的生活与工作就都在生活地进行了。

　　我国高性能计算机的发展历史从曙光1号开始，曙光机的发展也从此开始。著名科学家王大珩参观了曙光机之后，曾经感慨地说：“高性能计算机的作用，不亚于两弹一星。”

　　曙光1000

　　时间：1995年5月

　　事件：曙光1000推出

　　意义：中国的“争气机”

　　1995年5月，在研究人员仅有十来个人，所花时间只有两年，而直接科研经费只用了500万元的条件下，他们推出了曙光1000大规模并行计算机系统。曙光1000在整体上达到了20世纪90年代前期的国际先进水平，某些技术还达到了国际领先水平，其运行速度的峰值达到了每秒25亿次。所以，有人说 曙光机是中国的“争气机”，而曙光1000也荣获了1996年中国科学院科技进步特等奖和1997年国家科学技术进步一等奖。

　　中国研制的大规模并行计算机系统。1995年由国家智能计算机研究院开发中心研制成功。该系统突破了一批大规模并行处理的关键技术，采用了国际90 年代的最新技术它的峰值速度达到25亿次／秒，实际运算速度达到15.8亿次／秒浮点运算，内存容量达1024MB，居中国之首。该系统能解决工作站和大 型机难以解决的问题。如，一个全国范围内的48小时天气预报程序只需运行3小时左右，而一般计算机要运行60小时以上，这就提高了预报的准确度。这是中国 研制成功的第一家有自己版权的并行操作系统。

　　曙光1000有36个结点机。其中，计算结点机32个，服务结点机2个，I/O结点机2个；峰值计算速度为浮点25.6亿次/秒，实际达到15.8 亿次/秒；内存容量为1024兆字节；采用基于Wormhole机制的二维Mesh通讯网，结点与网络通讯总带宽为2。88GB/秒；运行C、C++和并 行Fortran程序，提供并行优化重构工具PORT和串行程序自动并行化工具Autopar；采用基于UNIX的并行操作系统和并行文件系统，并行编程 环境PVM、EXPRESS和MPI并行程序行为动态监视工具ParaVision及并行程序调试环境NDB。 曙光1000可以用于天气预报、石油地震数据处理、航天器设计模拟、科学研究、教学、金融、证券等众多领域。当时在我国大规模科学工程计算中发挥了重大作用。

推动高性能计算发展

　　曙光2000

　　时间：1998年

　　事件：曙光2000诞生

　　意义：领导中国高性能计算机进入蓬勃发展阶段

　　曙光2000超级服务器作为国家863高技术计划在信息领域的重大成果于1998年12月通过了国家科学技术部主持的鉴定。它的总体水平达到了90 年代同期国际先进水平，有些方面如机群操作系统、集成化并行编程环境和服务器聚集软件等已处于国际领先水平，它的一些关键技术如单一系统映象、全局文件系 统等有重要创新，是一个有很强市场竞争力的产品。

　　曙光2000系统峰值速度为每秒200亿次，内存容量为8GB，内置硬盘容量为152GB，节点机总数为34个（可达128个）。它采用当前先进的Cluster体系结构，完全兼容IBM SP系统，是当前国际上最流行的超级服务器体系结构。

　　它为我国当时信息化建设提供强有力的工具。 曙光2000超级服务器采用了许多国际上创新的技术，该机的高速缓存通信网采用了智能中心研制的二维蛀洞路由芯片组，提供高达1600Mbps的点对点通 信带宽，另外该机采用了智能中心研制的基于JAVA的机群管理系统，提供单一系统映像。同时，曙光2000还提供了杰出的系统可扩展性、易用性、可管理性 和高可用性，即SUMA特性。并且有上万种的AIX商用应用软件支持。它不仅擅长大规模科学工程计算（最高浮点运算速度可达每秒200亿次以上），而且适 用于事务处理、网络与信息服务以及决策支持等非科学计算领域。

　　曙光3000

　　时间：2001年

　　事件：曙光3000推出

　　意义：标志着我国超级服务器技术和产品正在走向成熟

　　曙光3000地推出是我国高性能计算机领域中新的里程碑，标志着我国超级服务 器技术和产品正在走向成熟。它兼顾大规模科学计算、事物处理和网络信息服务，是国民经济信息化建设的重大装备。该系统峰值浮点运算速度为每秒 4032亿次，内存总量为168GB，磁盘总容量为3．63TB。它具有先进的体系结构，丰富而完善的软件系统和一大批行业应用软件。它在整体上达到了当 时国际先进水平，部分技术如机群操作系统和并行编程环境等达到国际领先水平。其性能价格比远高于国际同类产品，有很强的市场竞争力。

　　曙光3000超越了科研项目先研制样机再出产品的初级模式，其成果即是成熟的产品。它创造了两个先例：一是3家用户单位在研制初期就购买了研制产 品，建设了3个国家高性能计算中心，其中华大基因中心已成功用于基因测序；二是在项目鉴定前，许多用户要求订购产品，曙光3000系列超级服务器已进入市 场。它将提升国产高性能计算机在国内的市场份额，为进一步壮大民族高性能计算机产业作出重要贡献。

曙光高性能进入世界前十

　　曙光4000

　　时间： 2004年

　　事件：曙光4000推出

　　意义：中国超级计算机进入世界前十

　　曙光4000A由2001年3月启动预研，2004年6月29日通过国家科技部鉴定，并于2004年8月正式运抵用户方上海超级计算中心。成为中科 院知识创新工程和上海市信息化建设的重大成果，其运算能力位列全球前十，曙光4000A同时也是国内首台每秒运算超过10万亿次的超级计算机。

　　曙光4000A突破了多项核心技术，其不仅全部采用了国产的服务器专用主板，同时也是国内唯一一台能够实现对64位计算和32位计算全面兼容的超级 计算机。更为重要的是，曙光4000A所具有的面向网格时代的网格使能技术，为我国在即将到来的网格时代具有竞争力提供了基础。曙光4000A系统实现了 我国高性能计算机研发与应用双跨越，使中国成为世界上少数几个能制造10万亿次商品化高性能计算机的国家之一，并将上海信息化建设推上了新台阶。

　　曙光4000A 采用了2560 颗64 位AMD Opteron 800 系列处理器，实际测试峰值8 万亿次，效率达到71。65%，在现有集群高性能计算机中排在第一位。曙光4000A 的研制成功突破了10 万亿次计算大关，使中国成为当时除美国、日本外，第三个能制造10 万亿次商品化高性能计算机的国家。作为863 计划“高性能计算机及其核心软件”专项，经过技术攻关，曙光公司成功掌握了包括高速互连网络通信协议、支持可扩展和海量数据处理的机群文件系统、机群操作 系统核心、高密度主板和2U 4路机架服务器在内的软硬件十大关键技术，为我国发展自有产权的高性能计算机技术奠定了坚实基础，成为863 计划该专项内最有创新价值的成果。

　　曙光5000

　　时间：2008年

　　事件：曙光5000推出

　　意义：超百万亿次超级计算机诞生，超级计算机技术世界领先

　　曙光5000的第一套超大型系统将于08年11月份落户“上海超级计算中心”，系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算 （230TFLOPS），LINPACK运算速度超过每秒160万亿次浮点运算，是08年国内速度最快的商用高性能计算机系统。曙光5000使中国成为继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家，也表明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到世界先进水平。该系统在大规模机群计算和 网格使能技术方面有所突破，形成了鲜明的技术特色，将我国通用高性能计算机系统的研制水平提升到一个新高度。

　　曙光5000已成功运行证券指数计算、电力安全评估、建筑工程抗震性评估、天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、汽车碰撞、电磁辐射、计算流体力学、基因匹配与拼接、蛋白质结构分析和材料科学等领域的20多项应用。

　　作为面向国民经济建设和社会发展的重大需求的网格超级服务器，曙光5000适用于各种大规模科学工程计算、商务计算。在大规模科学工程计算方面，可以担纲电力电网安全评估、汽车碰撞、电磁辐射、石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发利用、各类航天器及飞机汽车舰船设计模拟、各类大型建筑工程安全性 评估、生物信息处理等重任，在大规模商务计算方面，它可以为证券、税务、银行、邮政、社会保险等行业和电子政务、电子商务等提供服务。在大规模信息服务方 面，它可以在各类游戏网站、门户网站、信息中心、数据中心、流媒体中心、电信交换中心和大型企业信息中心中发挥作用。对基于海量存储的数据大集中应用，完全兼容32位计算的具有64位地址空间的曙光5000网格超级服务器更可大显身手。同时曙光 5000A还可以广泛的应用于信息服务，电子政务，网络游戏等商业应用。在这些领域，曙光5000可以广泛作为Web服务器，应用服务器，数据库服务器。