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超級(jí)計(jì)算機(jī)是什么？可能很多人都有這樣的疑問。其實(shí)它的基本組成組件與個(gè)人電腦的概念無太大差異。但規(guī)格與性能則強(qiáng)大許多，是一種超大型電子計(jì)算機(jī)，能夠執(zhí)行一般個(gè)人電腦無法處理的大資料量與高速運(yùn)算的電腦。具有很強(qiáng)的計(jì)算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點(diǎn)表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設(shè)備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)?，F(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度大都可以達(dá)到每秒一太次以上。

超級(jí)計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類計(jì)算機(jī)，多用于國家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，它對(duì)國家安全，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有舉足輕重的意義,是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志，是計(jì)算機(jī)中的“戰(zhàn)斗機(jī)”，因此其計(jì)算核心——CPU 更是至關(guān)重要。

雖然我國的超級(jí)計(jì)算技術(shù)在世界上的排名一直不錯(cuò)。但是計(jì)算性能最好的天河二號(hào)用的卻是英特爾的 XeonE5 作為主處理器和 XeonPhi 作為協(xié)處理器。其內(nèi)部交換系統(tǒng)是由中國技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，效率只有不到 50%，不是自己的核心處理器技術(shù)，所以很多地方受制于人，而且安全性也得不到保障。不過值得慶幸的是終于出現(xiàn)了使用國產(chǎn) CPU 的的超級(jí)計(jì)算機(jī)——神威藍(lán)光。

酷炫神威藍(lán)光

這臺(tái)名為“神威藍(lán)光”的計(jì)算機(jī) 2012 年 9 月 16 日安裝在山東省的國家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心。神威系統(tǒng)每秒能進(jìn)行約 1 千萬億次運(yùn)算，在 2011 年中國高性能計(jì)算機(jī) TOP100 排行榜，排名第二。同時(shí)讓人印象深刻的是，其總功耗只有 1074KW，是天河的功耗 4 兆瓦的四分之一。神威藍(lán)光 LINPACK 效率為 74%，與當(dāng)時(shí)美國最快的計(jì)算機(jī)美洲虎超級(jí)計(jì)算機(jī)效率相當(dāng)。（據(jù)說可以玩游戲哦！玩“使命召喚”不知道會(huì)不會(huì)卡！嘿嘿?。┰撓到y(tǒng)采用 8700 片申威 1600 微處理器。

SW1600 正反實(shí)物圖

SW1600 是江南計(jì)算所研制申威系列的第三代處理器，源于鼎鼎大名的 DEC Alpha 21164 架構(gòu)，采用國人自行開發(fā)的 CPU 指令集，屬于精簡指令集(RISC)微架構(gòu)。第一代申威 SW-1 在 2006 年發(fā)表，采用單核心設(shè)計(jì)、130nm 制程工藝及 900MHz 工作頻率。第二代申威 SW-2 在 2008 年發(fā)表，采用雙核心設(shè)計(jì)、130nm 制程工藝及 1.4GHz 工作頻率，工作功耗在 70-100W。SW1600 2010 年推出，內(nèi)建 16 個(gè) RISC 64 位核心，65nm 制程工藝及 975-1200MHz 工作頻率，浮點(diǎn)運(yùn)算能力高達(dá) 140.88GFLOPS(1.1GHz 工作頻率表現(xiàn))，作為參考 Intel Nehalem-EX 8 核心為 96GFLOPS(3.0GHz 工作頻率)、AMD Opteron 6100 12 核心為 83.2GLOPS(2.6GHz 工作頻率)、IBM Power 7 8 核心為 131.2GFLOPS(4.1GHz 工作頻率)。

SW1600 芯片結(jié)構(gòu)框圖

SW1600 采用的架構(gòu)與 X86、ARM 完全不同，具備 16 個(gè)物理核心(一般臺(tái)式機(jī)上最多才 8 核)，頻率為 1GHz，每顆 CPU 搭配 16GB DDR3 內(nèi)存?？吹竭@里可能很多人有疑問，怎么才 1GHz？現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)的處理器默認(rèn)頻率都快破 4GHz 了。其實(shí)不能這么比較，申威 SW1600C 的架構(gòu)不同于 X86 和 ARM(X86 和 ARM 兼容的軟件無法直接在它上面運(yùn)行，這既是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也是一個(gè)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是擁有很好的安全性，缺點(diǎn)是軟件支持少，需要重新開發(fā)。)，而且針對(duì)的數(shù)據(jù)與應(yīng)用也不同于一般臺(tái)式機(jī)，所以不能單純從頻率來衡量。另外，從結(jié)構(gòu)圖上也可以看到，申威 SW1600C 內(nèi)部有 4 個(gè)核心組，也就是說每個(gè)核心組包含了 4 個(gè)物理核心，由交叉開關(guān)來進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)計(jì)算負(fù)載。

本次選來與 SW1600 做對(duì)比的是使用 IBM POWER RISC 架構(gòu)的 POWER 7（兩者都不支持 WINDOWS，都是不同于 X86 的精簡指令集。）。IBM Power7 是一個(gè)單晶片的八核處理器，打造了新的一代的頂級(jí)處理器平臺(tái)：8 核、4 線程、32MB 緩存，以及 32 路 256 核 1024 線程的大型 SMP 機(jī)器，是目前處理器設(shè)計(jì)的巔峰之作。

POWER 7 實(shí)物圖

特性對(duì)比：

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