計算機的未來發(fā)展方向

1、1.計算機的未來開展方向應該主要向一些操作平臺方面開展， 因為現(xiàn)在的計算機用戶越來 越多了。巨型化：天文、軍事、仿真、科學計算等領域需要進行大量的計算，要求計算機有更高的運算速度、 更大的存儲量，這就需要研 制功能更強的巨型計算機；專業(yè)化： 工業(yè)計算機、 嵌入式設備在工業(yè)上和專業(yè)領域應用前景 廣闊，車載電腦、工控計算機、銀行系統(tǒng)等；微型化：專用微型機已經(jīng)大量應用于儀器、儀表和家用電器中。筆記本電腦已經(jīng)大量進入辦公室和家庭， 但是便攜性、續(xù)航能力 仍不夠人們?nèi)旌蚴褂?，應運而生的便攜式互聯(lián)網(wǎng)設備MID、 智能、平板電腦不斷涌現(xiàn)，迅速普及；網(wǎng)絡化：移動通信和互聯(lián)網(wǎng)成為當今世界開展最快、市場潛力最大

2、、前景最誘人的兩大業(yè)務， 它們的增長速度都是任何預測家未 曾預料到的，所以移動互聯(lián)網(wǎng)可以預見將會創(chuàng)造怎樣的經(jīng)濟神話；智能化：目前的計算機已能夠局部地代替人的腦力勞動，但是人們希望計算機具有更多人的智能，比方：自行思考，智能識別，自動升級等等；計算機智能863最新成果曙光4000A問世2004.6.292004年6月29日，國家科技部在人民大會堂宣布：“863方案重點工程一一曙光4000A通過鑒定，曙光4000A實現(xiàn)了對每秒10萬億次運算速度的技術和應用的雙跨越，成為國內(nèi)計算能力最強的商品化超級計算機。作為國家“863方案的最新成果，曙光4000A將作為中國國家網(wǎng)格最大主節(jié)點落戶上海超級 計算中

3、心。在今年6月22日剛剛公布的全球高性能計算機TOP500排行榜中，曙光4000A以每秒11萬億次的峰值速度和80610億次Linpack計算值位列全球第十，這是中國超級計算機得到國際同行認可的最好成 績。隨著曙光4000A的推出，中國已經(jīng)成為繼美、日之后第三個跨越了10萬億次計算機研發(fā)、應用的國家。 科技部副部長馬頌德、上海市副市長嚴雋琪以及中科院計算所、國家智能計算機研究開發(fā)中心、北京市政 府、上海市政府、曙光公司、上海超級計算中心的相關領導出席了新聞發(fā)布會。曙光4000A超級效勞器是國家科技部十五863方案的重大成果，也是中國科學院知識創(chuàng)新工程和上海市信息化建設的重大成果。該成果源于86

4、3方案信息領域“高性能計算機及其核心軟件專項，由中科院計算所、曙光公司、上海超級計算中心三方共同研發(fā)制造。曙光4000A于2001年啟動預研，2002年10月簽定863合同，2003年完成系統(tǒng)設計，2004年6月最終研制成功。曙光4000A實現(xiàn)了國產(chǎn)超級效勞器在主 板設計等核心級技術上的重大突破和“工業(yè)標準機群的技術增值，攻克了一系列“大規(guī)模機群計算的 關鍵技術，在性能價格比和性能功耗比等方面處于國際領先水平。建成后的曙光4000A將落戶上海超級計算中心SSC,承當包括國家網(wǎng)格、上海根底科研平臺和華東地 區(qū)信息效勞三方面的重任，其將為華東地區(qū)各行各業(yè)提供海量信息處理、信息開發(fā)效勞和科學研究高性

5、能 計算效勞。隨著以曙光4000A為根底的國家網(wǎng)格主節(jié)點的最終建成，上海超級計算中心提供的高性能計算 效勞將成為覆蓋科學計算、公益事業(yè)、工業(yè)工程、商業(yè)應用等各個領域的綜合性計算中心，行業(yè)研究領域 也將包含氣象、環(huán)保、船舶、飛機制造、汽車、建筑、鋼鐵、石油、機電、高校、科學院等各個方面?？萍疾扛辈块L馬頌德對曙光4000A表示充分肯定和高度褒獎，他在發(fā)布會上表示，曙光超級效勞器已 成為中國高性能計算領域的代表，在國內(nèi)已占有可觀的市場份額。峰值運算速度每秒11萬億次的曙光4000A實現(xiàn)了10萬億次計算機技術和應用的雙跨越。曙光4000A進入全球超級計算機前十名，說明我國高性能計算機正在進入一個全新的

6、開展時期，中國正在逐步走向高性能計算技術和應用的強國。中科院計算所所長李國杰院士認為：曙光4000A作為全球前十的超級計算機，同時也是中國國家網(wǎng)格的主節(jié)點機，其研究成果實現(xiàn)了多項全球第一，這是中國計算技術領域的一大創(chuàng)舉。但他同時強調(diào)要冷靜 的對待中國IT產(chǎn)業(yè)目前面臨的挑戰(zhàn)，大力加強高性能計算機應用。李院士認為曙光4000A在突破核心技術、推廣網(wǎng)格應用等方面為業(yè)界提供了可借鑒的成功經(jīng)驗，尤其是其對打破國外壟斷、推動中國高性能計算產(chǎn) 業(yè)開展做出了重要奉獻。李院士還透露，在將來的曙光超級計算機中將會采用計算所研制的龍芯CPU大幅度地降低高端計算機的本錢。曙光公司總裁歷軍表示，在研制曙光4000A超級

7、計算機的過程中，實現(xiàn)了眾多核心技術的突破，曙光4000A的主板和大量系統(tǒng)軟件均為計算所和曙光公司自主研發(fā)的。同時曙光4000A在基于AMDS片的超級計算機中Linpack效率也到達了全球第一。截至目前，曙光4000A已成功運行了天氣預報，石油地震資料處理，核能開發(fā)利用，計算流體力學，基因與蛋白分析和材料科學等領域的30多項應用，表現(xiàn)出強大的科學計算、事務處理和信息效勞能力。曙光4000A在體積、功耗、使用效能以及本錢等方面優(yōu)于美、日生產(chǎn)的高性能計算機，有很強的市場競爭力。歷軍同時表示，TOP500的測試形式實際上是一種很理想化的應用， 一味追TOP500的排名那么本末倒置。今后三四年，曙光超級

8、計算機的主要競爭方向將不是簡單的計算速度的 提升，而是對用戶的各種不同應用的支持和優(yōu)化。上海超級計算中心主任傅文彪談到，曙光4000A為國內(nèi)高性能計算應用的提升提供了先進平臺。4000A是國家和地方政府對高性能計算的大力支持及南北高性能計算制造和應用合作的結晶。作為國家網(wǎng)格主節(jié) 點之一，上海超級計算中心還將為這臺全球名列前十的超級計算機打造成熟的軟件應用環(huán)境。上海超級計 算中心相信，通過合作與共贏，利用自己獨特的運作模式和先進的計算資源為用戶提供全方位計算效勞， 以推動城市建設、促進國民經(jīng)濟和社會開展、提升科學技術創(chuàng)新能力。背景資料關于曙光4000A:曙光4000A高性能計算機系統(tǒng)是中科院計算

9、所國家智能計算機研究開發(fā)中心承當?shù)膰?63方案“高性能計算機及其核心軟件專項課題。該系統(tǒng)于2004年6月29日通過鑒定，并作為國家863方案支持的“中國國家網(wǎng)格CNGrid中的一個主結點將于2004年8月落戶上海超級計算中心。 曙光4000A是計算所聯(lián)合曙光公司研制成功的我國第一臺運算速度超過每秒10萬億次的商品化超級計算機，研制開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權的一整套包括通訊、文件系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)與作業(yè)管理系統(tǒng)等機群系統(tǒng)軟件，并成功研制到達國際先進水平的互聯(lián)網(wǎng)絡。曙光4000A在全球第一個推出了具有自主知識產(chǎn)權的高密度主板和2U高度4 CPU的64位Opteron機架效勞器，在75平米內(nèi)聚集了11

10、萬億次以上的計算能力，散熱量僅380千瓦；曙光4000A系統(tǒng)中集成了主板管理、硬件監(jiān)控、KVM換、系統(tǒng)電源控制等大規(guī)模機群的管理功能，提高了系統(tǒng)的可管理性。它還通過支持32/64位計算，Cluster/MPP計算，交互式/協(xié)同計算，效勞器聚集計算，Wintel微軟英特爾模式等多種計算模式，使系統(tǒng)效勞用戶多種需求的能力大為提高，使得曙光4000A系統(tǒng)在網(wǎng)格環(huán)境下的應用方面極具特色。曙光4000A擁有自主研制的機群系統(tǒng)軟件包括機群管理系統(tǒng)、機群部署系統(tǒng)、機群作業(yè)管理系統(tǒng)、并行文件系統(tǒng)、機群監(jiān)控系統(tǒng)、機群并行通信系統(tǒng)、機群高可用系統(tǒng)、機 群負載均衡系統(tǒng)等。作為國家網(wǎng)格主結點的超級計算機，曙光4000

11、A還配有自主研制的各種網(wǎng)格使能技術，包括網(wǎng)格計算環(huán)境軟件和自行研制的網(wǎng)格零件。關于曙光4000A的產(chǎn)業(yè)奉獻：工業(yè)標準機群(Industry Standard Cluster)的技術增值工業(yè)標準機群采用工業(yè)化量產(chǎn)的部件構造高性能計算機，使高性能計算機的門檻大大降低，得以降低 本錢和廣泛使用，我們對其中最重要的核心技術進行研究，掌握自主知識產(chǎn)權。1、 具有自主知識產(chǎn)權的5Gbps高速互連網(wǎng)絡和通信協(xié)議： 高速互連網(wǎng)絡和通信協(xié)議是機群系統(tǒng)的最核 心局部，是必需掌握的技術。2、 支持可擴展和海量數(shù)據(jù)處理的機群文件系統(tǒng)： 可擴展文件系統(tǒng)是機群系統(tǒng)中的難度最大的系統(tǒng)軟件， 沒有完善的商品化軟件。3、機群操

12、作系統(tǒng)核心：在機群系統(tǒng)中尚是空白，對在機群系統(tǒng)上開發(fā)各種系統(tǒng)軟件，和商業(yè)應用具有 重要作用。大規(guī)模機群計算(Massively Cluster Computing)的關鍵技術機群體系結構的高性能計算機具有固有的好處，和缺點，我們通過MCCC統(tǒng)結構的研究和技術開發(fā)，提高系統(tǒng)的可擴展性，管理能力，和系統(tǒng)生產(chǎn)率。1、 具有自主知識產(chǎn)權的高密度主板和2U4路機架效勞器：使我們能在75平米內(nèi)聚集11萬億次計算能 力，和380千瓦的散熱量，提高了機群系統(tǒng)的可擴展性。2、 大規(guī)模機群的集成式管理網(wǎng)絡：集成了主板管理、硬件監(jiān)控、KVM切換、系統(tǒng)電源控制等大規(guī)模機群的管理功能，提高了系統(tǒng)的可管理性，管理員不需走

13、進主機。3、支持多種計算模式的操作系統(tǒng)動態(tài)部署和輕核心技術：通過多種技術支持32/64位計算，Cluster/MPP計算，交互式/協(xié)同計算，效勞器聚集計算，Wintel模式，使系統(tǒng)效勞用戶多種需求的能力大為提高。4、提高系統(tǒng)生產(chǎn)率的多調(diào)度策略作業(yè)管理、智能文件瀏覽器和自治管理器技術：通過海量文件管理、 多種作業(yè)調(diào)度策略、系統(tǒng)自動修復等技術提高系統(tǒng)為用戶效勞的產(chǎn)出能力。-面向網(wǎng)格的技術1.提供高性能計算機的網(wǎng)格零件(Grid-enabling Components):包括網(wǎng)格路由器，網(wǎng)格鑰匙，網(wǎng)格網(wǎng) 關，網(wǎng)格監(jiān)控中心，網(wǎng)格文件訪問，織女星網(wǎng)格操作系統(tǒng)。關于曙光4000A的應用性能:曙光4000A

14、已成功運行證券指數(shù)計算、電力平安評估、建筑工程抗震性評估、天氣預報、石油地震資 料處理、核能開發(fā)利用、汽車碰撞、電磁輻射、計算流體力學、基因匹配與拼接、蛋白質結構分析和材料 科學等領域的20多項應用。上海超級計算中心在曙光4000A 運行了6個重要的商用應用軟件，獲得了很好的應用性能，能大大提高上海地區(qū)的汽車、飛機、船舶等制造行業(yè)的設計能力。曙光4000A可以在20秒鐘內(nèi)是實時完成10000個5000萬瓦以上的并網(wǎng)發(fā)電機組， 和22萬伏變電站構 成的全國電網(wǎng)的電力平安評估，為防止類似美加大停電的電力故障提供決策支持，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定。曙光4000A可以在10分鐘內(nèi)完成上海證交所10年的100

15、0多支股票交易信息的200種證券指數(shù)的計算， 能夠實時提供金融衍生產(chǎn)品。曙光4000A可以在1小時內(nèi)，可以同時完成4次36小時的中國周邊、北方大部、北京周邊、北京市的2021年奧運會需要的氣象預報計算，包括風向、風速、溫度、濕度等，精度1公里，即精確到每個奧運會 場館。曙光4000A可以在2小時內(nèi)，可以同時完成20次上海黃埔江過江隧道三維結構的地震數(shù)值分析的計算， 能夠精細評估隧道的抗震性能。作為面向國民經(jīng)濟建設和社會開展的重大需求的超級效勞器，曙光4000A適用于各種大規(guī)?？茖W工程計算、商務計算。在大規(guī)?？茖W工程計算方面，可以擔綱電力電網(wǎng)平安評估、汽車碰撞、電磁輻射、石油 勘探開發(fā)、氣象預報

16、、核能與水電開發(fā)利用、各類航天器及飛機汽車艦船設計模擬、各類大型建筑工程安 全性評估、生物信息處理等重任，在大規(guī)模商務計算方面，它可以為證券、稅務、銀行、郵政、社會保險 等行業(yè)和電子政務、電子商務等提供效勞。在大規(guī)模信息效勞方面，它可以在各類游戲網(wǎng)站、門戶網(wǎng)站、 信息中心、數(shù)據(jù)中心、流媒體中心、電信交換中心和大型企業(yè)信息中心中發(fā)揮作用。對基于海量存儲的數(shù) 據(jù)大集中應用，完全兼容32位計算的具有64位地址空間的曙光4000A超級效勞器更可大顯身手。關于TOP500目前國際上對高性能計算機最權威的評測為世界計算機排名TOP500，該排行由美國的田納西大學、德國的曼海姆大學以及美國國家能源研究科學計算中心每年發(fā)布兩次，已經(jīng)連續(xù)舉行了22屆。隨著曙光4000A超級計算機進入TOP500前十，中國也成為繼美國、日本之后的第三個進入世界前十的高性能計算