神威E级原型机

神威E级原型机(英語:Sunway exascale prototype system, SEPS[2],其中的“E级”(英語:Exascale)指“每秒可进行百亿亿次浮点运算超级计算机”)是中国国家并行计算机工程技术研究中心制造的一台超級计算机,被用于探索实现E级系统的可能技术路线和手段[3]。该计算机位于山東省濟南市国家超级计算济南中心,于2016年6月开始建设[4],2018年8月5日完成部署、正式启用[5]

神威E级原型系统
啟用時間2018年8月5日
作業管理者國家超級計算济南中心
置放地點中國山东省济南市
最大消耗功率290KW
作業系統神威睿思
容積、佔地面積单个机柜
運算速率3.13PFlops(峰值)
2.556PFlops(持续性能)
造價6000万元人民币[1]
排名中国HPC TOP100: 21, 2023年
用途技术路线验证、科學研究
官方網站https://www.nsccjn.cn/shenwei_elevel

系统硬件

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神威E级原型机包含1024个中国自主研发的申威SW26010+ 异构众核架构英语Manycore processor处理器,单个处理器片上包含260个核心(包括4个运算控制核心和256个运算核心),共计266240个核心[6]。该型号处理器为此前神威·太湖之光所采用的申威SW26010英语Sunway SW26010的改进型,整体同样采用自有的申威指令集,处理器运行频率为1.5GHz。每两片处理器连接到同一个网络接口芯片,构成一个运算节点,单节点性能可达6.12TFlops

通信方面,神威E级原型机使用了新开发的网络接口芯片路由器芯片[7]。为了实现E级计算机所需的网络规模,原型机采用了与神威·太湖之光不同的互连方式,通过改良的胖树拓扑结构英语fat tree和新设计的消息引擎,将通信性能提升到了神威·太湖之光的4倍[8]

除处理器和网络系统之外,原型机的存储系统也全部使用了中国自主设计制造的芯片[5],整体存储架构与神威·太湖之光类似[9]

系统性能

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神威E级原型机的峰值运算能力达到了3.13PFlops,持续性能为2.556PFlops,Linpack效率81.5%,在建成时性能位列中国高性能计算机TOP100第4位,世界超算排行榜TOP500第75位[10],目前(2023年)位居中国高性能计算机TOP100第51位[6]。系统性能功耗比为11.3GFlops/W,总功耗为290KW[11],较此前的神威·蓝光计算机下降了75%[12]

应用

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神威E级原型机的应用领域包括海洋、医药、材料、气象、化学、工业、教学、生态、航天等多个方面。原型机2018年建成时,即部署了12个领域的35项重大计算任务。其中22项应用具备扩展到E级规模的能力,6项应用曾成功入围戈登贝尔奖[5]

参见

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参考文献

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  1. ^ “神威E级原型机”研制成功 济南有望摘超算界下一顶皇冠. 大公报. 2018-08-06 [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-06-03). 
  2. ^ He, Xiaobin; Chen, Xin; Guo, Heng; Liu, Xin; Chen, Dexun; Yang, Yuling; Gao, Jie; Feng, Yunlong; Chen, Longde; Diao, Xiaona; Chen, Zuoning. Scalability and efficiency challenges for the exascale supercomputing system: practice of a parallel supporting environment on the Sunway exascale prototype system. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2023-01-01, 24 (1). ISSN 2095-9230. doi:10.1631/FITEE.2200412 (英语). 
  3. ^ “高性能计算”重点专项2016年度重点研究任务已经完成部署. 科技部. 2016-09-23 [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-06-03). 
  4. ^ 神威E级原型机:我国下一代超算原型机在济南开工建设. 人民网. 2017-06-23 [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-06-03). 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 国家超级计算济南中心神威E级原型机落成启用. 山东省计算中心. [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-06-03). 
  6. ^ 6.0 6.1 2023年中国高性能计算机性能TOP100排行榜详细信息. hpc100.cn. [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-07-15). 
  7. ^ Lu, Yutong. Paving the way for China exascale computing. CCF Transactions on High Performance Computing. 2019-08-01, 1 (2). ISSN 2524-4930. doi:10.1007/s42514-019-00010-y (英语). 
  8. ^ 高剑刚; 卢宏生; 何王全; 任秀江; 陈淑平; 斯添浩; 周舟; 胡舒凯; 于康; 魏迪. 神威E级原型机互连网络和消息机制 (PDF). 计算机学报. 2021-01-15, 44 (01): 222-234 [2024-06-04]. (原始内容存档 (PDF)于2024-09-21). 
  9. ^ Wei, Jia; Chen, Mo; Wang, Longxiang; Ren, Pei; Lei, Yujia; Qu, Yuqi; Jiang, Qiyu; Dong, Xiaoshe; Wu, Weiguo; Wang, Qiang; Zhang, Kaili. Status, challenges and trends of data-intensive supercomputing. CCF Transactions on High Performance Computing. 2022-06-01, 4 (2). ISSN 2524-4930. doi:10.1007/s42514-022-00109-9 (英语). 
  10. ^ 神威E级原型系统 - 济南超级计算技术研究院. www.jnist.cn. [2024-06-03]. (原始内容存档于2023-12-17). 
  11. ^ 神威E级原型机 - 国家超级计算济南中心. 国家超级计算济南中心. [2024-06-03]. (原始内容存档于2023-12-17). 
  12. ^ “天河三号”后,神威E级超算原型机在济南正式部署启用. 观察者网. [2024-06-03]. (原始内容存档于2024-06-03).