怎么将一堆高性能电脑硬件组成超级计算机？

今天咱们来看看天河2号超级计算机怎么搭出来的。

天河二号由国防科技大学和浪潮合作研制，2013年至2014年蝉联全球超级计算机第一名。不过性能是拿钱堆出来的，造价25亿人民币，一天满负荷运转要耗电费40万元。看看下面的配置就知道为什么花这么多钱了。从这么多CPU看得出来，CPU厂商是多么喜欢超级计算机。不过美国政府对中国禁运高端CPU之后，Intel的销售估计都要哭死了。

怎么从一个个芯片组装成一台超级计算机？看下图。16000个计算节点，其实就是主板，汇集成32个Frame，再组成4个Rack，最后组成了超算系统。

超级计算机的基础节点包括三种：16000个计算节点，4096个管理节点，256个IO节点和64个存储服务器。

先看看最小的组件：计算节点。2 个Intel Ivy Bridge CPU + 3个 Intel Xeon Phi 。CPU之间用QPI总线互联，一般NUMA架构是这么做的。每个CPU有自己的DIMM内存，一共64GB。还通过PCIex16连到内部高速互联网络，GDDR5内存。GDDR5内存有一个专门的CPU管理。两个万兆网卡估计是管理用的。这样一个节点计算性能最高可以到3432Tflops，

计算节点物理上坐落于计算刀片服务器。如下图，蓝色的是Xeon Phi处理器，黑色的估计就是Ivy Bridge CPU，所以一个刀片服务器包含了两个节点。

再来看看用国产飞腾CPU搭建的管理节点，性能是144GFlops。飞腾CPU是国防科大研制的，目前有几种型号，天河2号采用的FT-1500基于 Sparc V9架构。为了便于商业化推广，飞腾还推出了兼容ARM64位指令集的FT-1500A系列。FT-1500A目前包括4核和16核两款产品。其中4核处理器芯片主要面向桌面终端和轻量级服务器应用领域，面向服务器应用领域的是16核处理器芯片。据称，FT-1500A系列处理器与Intel 2010年的处理器性能相当 。

来看看这颗基于Sparc架构的FT-1500架构。采用40nm工艺，18GHz，16核，功耗约65瓦。计算架构采用了SIMD（Single Instruction Multiple Data），一条指令可以同步让多组数据执行。如下图，一个CPU有四个DDR3接口，IO带宽很高。

天河2号有256个IO节点和64个存储服务器，总共存储容量124PB。既然是超级计算机，自然要使用高性能的固态硬盘SSD，每个IO节点有2TB的SSD，IO带宽达到5GB/s，从下图可以看出1个2TB SSD由5个400GB 小SSD组成，那估计每个的带宽是1GB/s。IO节点对外有两种接口：高速互联接口和Infiniband QDR存储网络接口。阿呆猜想高速互联网络是用来输出数据给计算节点，IB接口是IO节点之间数据共享用的。采用了Hybrid hierarchy file system，H2FS，数据保存在每个节点本地，但是相互之间也能共享。

这么多节点怎么组成超级计算机呢？下面就是组网图。关键的设备是中间的13个交换机，每个交换机有576个端口！

更加难能可贵的是，高速互联芯片都是纯国产。包括网络路由芯片NRC和网络接口芯片NIC。

NRC采用90nm工艺，大小为1716mm1716mm，2577个管脚，带宽为256 Tbps。这么多管脚估计也是为了增加端口数。

NIC也是90nm工艺，大小1075mm1076mm，675个管脚。

说到超算，就不得不提制冷系统，这么一台庞大的机器，没有有效的制冷，估计就着火了。天河2号采用了紧耦合水冷系统，整台机器功耗176MW，加上制冷系统就是24MW。制冷用了27%的电。

天河有自己的软件架构，如下图。对用户来说，最重要的是用户的编程接口，有些用户为了搞个研究，写这个程序就得花上几年。很多时候政府推动的项目硬件给很多经费，设备都很不错，但是领导舍不得给软件投钱，毕竟展示效果没那么壮观，所以软件往往是短板，用户使用不便，先进设备的利用率就不高。

天河支持下列编程语言。值得一提的是OpenMC语言，比CUDA和OpenCL的抽象级别更高，在CPU等各种资源之上有一个统一的逻辑层。各种计算任务异步执行，同时分配到不同的设备上。

对管理者来说，这么多节点的资源调度和监控也是很重要的。如下图，每台机器安装了国产麒麟Linux *** 作系统，其实也是国防科大主导的。

我们搞存储的最关心的就是存储软件架构了。数据分为本地存储和共享存储，共享存储使用了超算流行的Lustre分布式文件系统，这种文件系统对于大文件访问性能不错。用户使用POSIX接口读写文件。不过数据密集型应用用Layout接口和Policy接口访问数据。

总结一下，一台超级计算机其实就是很多小计算机的集合，当然难点在大家的高速互联和同步。

flycpu是飞腾嵌入式CPU。根据查询相关资料信息，飞腾CPU，是国产飞腾服务器CPU、国产飞腾桌面CPU、国产飞腾嵌入式CPU等系列产品的简称，飞腾CPU产品具有谱系全、性能高、生态完善、自主化程度高等特点，主要包括高效能桌面CPU、高性能服务器CPU。

特供显卡一直是很多玩家忧心忡忡的敏感话题，这类显卡是英伟达和AMD专门为中国区消费者所准备的，在性能上往往是某些正版卡的阉割产物，这就让很多玩家心里犯嘀咕，特供显卡到底敢不敢入手呢？今天我们就列出过去这段时间最为火热的几款特供卡，来看一看它们到底成色如何？
1甜中带涩—GTX 1060 5G
GTX 1060 5G是老黄刀法又一经典应用，它从一流出就被定义为网咖专供卡，一方面使得甜品产品线再多一分支，另外也可以起到抵御挖矿狂潮的目的。这款显卡的总体性能介于GTX1063和1066之间，但差距却控制在一个很微妙的范围内。相较于1066，核心型号以及流处理器数不变，但显存位宽低了32bit，由于图形数据吞吐量下降这么多，最后导致在游戏体验上明显要落后GTX1066一大截，即使有这样的缺陷，但依旧被冠以性价比之名，虽说网吧特供，但是平常消费者在各大电商网站上也能轻松找到，总体评价褒贬不一。
2 RX580 2048SP
这是AMD最近除了被捧上神坛的7nm显卡Radeon VII之外，最受关注的A卡，它同样号称电商专供，苏妈拿起大刀对RX580下了手，将流处理器数量削减到了2048个。但这款显卡最具争议的地方在于它和RX570太过相似，被很多玩家认定是“马甲卡”，两款显卡参数放一起基本毫无差距，不过由于价格感人，玩家们还是勉强接受了，这款高频版RX570居然卖的比原版RX570还便宜，对消费者来说，这波不亏啊！
3 RX 470D
这款显卡有点老了，目前百元购入已成现实，但是它的可玩性依旧很高，在当年，把RX470D开核成RX470成了很多玩家的热议话题，这次AMD也就是从流处理器上下手阉割，从理论上来说它的性能基本对标GTX1050Ti，也算是一款神卡，后来随着矿工潮的兴起，神卡变矿卡，现在如果大家再在二手市场看到RX470D，需要万分小心，警惕成矿工接盘侠。
特供显卡虽然大多饱具争议，但仍然不失为极致性价比之选，它们大多是消费级的甜品卡，在用料和做工上大家也无需太过担忧，和其它正常显卡拉不开差距，不过这主要还是取决于显卡厂商是否良心，大家觉得呢？

本报讯 日前，网宿 科技 旗下云计算子公司深圳爱捷云 科技 有限公司宣布，其与统信技术有限公司、麒麟软件有限公司完成基于华为鲲鹏、飞腾CPU的产品适配互认证。这标志着爱捷云信创国产化生态布局再提速，未来将全面推进在国产 *** 作系统、国产处理器、服务器等领域的产品兼容适配。

据悉，爱捷云云平台V50已与统信服务器 *** 作系统V20完成基于鲲鹏916、鲲鹏920、飞腾FT2000+/64、飞腾腾云S2500的适配互认，与银河麒麟高级服务器 *** 作系统（鲲鹏版）V10、银河麒麟高级服务器 *** 作系统（飞腾版）V10完成适配互认。此次完成适配互认的产品包括爱捷云旗下的EHCC超融合云、EEC企业云、ECC容器云。

爱捷云此前已与华为鲲鹏完成产品适配互认，并与统信、银河麒麟、海光、兆芯完成产品适配联合互认证。未来，爱捷云仍将在国产处理器、 *** 作系统、数据库、服务器等关键领域加速推进对信创产业链的全面兼容认证，为客户构建更加安全可信的云生态。

爱捷云作为全球领先的云分发公司网宿 科技 的全资子公司，是中立可靠的云计算公司。公司始终坚持自主研发及产品创新，基于开源生态为企业客户提供稳定可靠、广泛兼容的云计算产品和服务，助力客户专注于业务及应用创新，帮助教育、医疗、制造、金融、政务、媒体、能源、交通等千行百业实现数字化转型。

统信服务器 *** 作系统V20是针对企业级关键业务及数据负载构建，可适应目前市场上对主机系统可靠性、安全性、性能、扩展性和实时性的需求。银河麒麟高级服务器 *** 作系统V10是针对企业级关键业务，依据CMMI5级标准研制的新一代自主服务器 *** 作系统。

国产处理器平台方面，华为鲲鹏系列处理器是华为自主研发和设计的高性能处理器，能够满足数据中心多样性计算、绿色计算的需求。飞腾FT2000+/64、飞腾腾云S2500芯片采用飞腾公司自主研发的高性能处理器核心，可适用于高吞吐率、高性能的服务器领域。

（编辑 崔漫）

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