神威蓝光：全国产化的超级计算机问世

2016年全国计算机体系结构学术年会（aca 2016）于8月22日至23日在山东省威 海市举行，会议由中国计算机学会主办，中国计算机学会体系结构委员会、中国科学院计算技术研究所、哈尔滨工业大学（威海）承办。2017年中国·望谟“三月三”布依族文化节活动由贵州省布依学会主办，黔西南州布依学会和望谟县布依学会承办，省政府原副省长、省布依学会会长吴嘉甫宣布文化节开幕。本次年会由中国传统音乐学会主办，河南大学艺术学院承办，河南省文艺出版社协办。

在刚刚发布的《2011年中国高性能计算机TOP100排行榜》中，排名第二的神威蓝光(Sunway BlueLight MPP)受到与会业界专家的广泛关注，该机器获得科技部863计划支持，由国家并行计算机工程技术研究中心制造，于2011年9月安装于国家超算济南中心，全部采用自主设计生产的CPU(ShenWei processor SW1600)，系统共8704个CPU，峰值1.07016PFlops，持续性能795.9TFlops， Linpack效率74.37%，总功耗1074KW。国家超级计算济南中心是科技部批准成立的全国3个千万亿次超级计算中心之一，由山东省科学院计算中心负责建设、管理和运营。

下面的图片来自HPC China 2011年会上神威蓝光的展台，从中我们可以了解这是一款怎样的产品：

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▲落户国家超级计算济南中心的神威蓝光，是国内首台全部采用国产中央处理器（CPU）和系统软件构建的千万亿次计算机系统，标志着我国成为继美国、日本之后第三个能够采用自主CPU构建千万亿次计算机的国家。

▲神威蓝光拥有四大特点：一是全部采用国产的CPU；二是Linpack效率高达74.4%，而一般的千万亿次机都在50%左右；三是采用液冷技术，节能；四是高密度，在一个机仓（机柜）里可以装入1024颗CPU，千万亿次规模仅需要9个这样的机仓。

▲上图是神威蓝光的计算机节点，在1U高的机箱中可以放入4个CPU板，每个板上可以装两颗16核的CPU。

▲神威蓝光使用的CPU名叫申威1600，拥有16个核，采用的是RISC架构，主频在1GHz上下。

▲这就是神威蓝光的“”：申威1600实物照

▲装有两颗申威1600的CPU板

▲高密度设计：在一个机仓（机柜）里可以装入1024颗CPU，千万亿次规模仅需要9个这样的机仓

▲在计算节点中采用液冷（据说是使用500元1吨的纯净水）设计也是神威蓝光的一大技术特色，中间是铝制液冷散热板。

▲这是液冷的输入输出口。

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虽然总是会有一些负载只能在专门的硬件上运行才会更好神威计算机cpu，但大多数负载在虚拟化之后才能降低成本 提高效率和灵活性，因为虚拟化将计算层从硬件中抽象出来了。相比目前的dx11，directx 12能为开发者提供更底层的api（类似amd的mantle），并优化了对多线程硬件的支持，从而可以有效聚焦游戏性能，提高底层硬件效率，减轻cpu/gpu的负载。与中间件类似，位于应用软件和硬件之间，为应用软件屏蔽底层硬件细节，提供了设备管理的接口，应用开发人员不必在硬件细节花太大精力。

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程机制的具体实现上，可以在操作系统内核上实现线程，也可以在核外实现神威计算机cpu，后者显然要求核内至少实现了进程，而前者则一般要求在核内同时也支持进程。一般躯体运动核、特殊内脏运动核(向腹侧迁移)、一般内脏运动核、一般内脏感觉核、特殊内脏感觉核、一般躯体感觉核(向腹外侧迁移)、特殊躯体感觉核。后一个“会”，强调“精”，显然，光能写出“hello world”并不算是后者的“会”，能熟练应用，并用编程语言解决各种问题，才算是真正的“会”。

▲申威CPU也已经用到了桌面机、通用服务器上面，主要针对那些涉密、要求极度安全的关键部门，毕竟传说中国外的CPU中都留有“后门”。

▲使用申威CPU的服务器

▲使用申威CPU的千兆防火墙

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▲2011年全国高性能计算学术年会(HPC China 2011)

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