首台“混合”超级计算机突破千万亿次计算大关

2006年，美国能源部下属的国家核安全管理局选择在洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)开发超级计算机Roadrunner，并选择IBM作为该计算机的设计和制造商。超级计算机“Roadrunner”的名字取自新墨西哥州州鸟，价值约为1亿美元，共经过三个阶段实施，是世界上第一台“混合”超级计算机，其计算能力可达到1 petaflop(每秒钟一千万亿次计算)，比部署在劳伦斯利物莫国家实验室(Lawrence Livermore National Lab)目前世界上最快的计算机IBM “蓝色基因”(Blue Gene)快了1倍，Roadrunner的速度大约是目前全球500强超级计算机中其他领先对手的近三倍。

　　Roadrunner将主要用于保证美国核武器储备的安全性和可靠性。此外，该计算机还将用作天文、能源、人类基因科学和气候变化方面的研究。

　　Roadrunner是世界上第一台混合超级计算机。通过一种前所未有的设计，实现了最初为视频游戏平台(如索尼的Playstation 3?)而设计的Cell宽带引擎(Cell Broadband Engine? )与AMD x86处理器的联合协作。

　　由商业部件构建。Roadrunner总共采用了6562个双核AMD Opteron?芯片和12240个Cell芯片(安装在IBM QS22 BladeCenter刀片服务器上)。Roadrunner系统拥有98 TB的内存，安装在相当于278个冰箱大小的IBM BladeCenter机架之中，占地5200平方英尺。系统的10000个连接(包括Infiniband连接和千兆以太网连接)需要55英里长的光纤电缆。Roadrunner的重量为500000磅。提供相关组件和技术支持的公司包括Emcore、Flextronics、Mellanox和Voltaire。

　　定制配置。IBM将2片IBM QS22 BladeCenter刀片服务器和1片IBM LS21 BladeCenter刀片服务器组合为专用的“3-刀片”(Tri-blade)Roadrunner配置。这台计算机总共安装了3060个由IBM设在明尼苏打州罗彻斯特工厂生产的3-刀片。标准化处理(如文件系统I/O处理)由皓龙(Opteron)处理器执行，计算和CPU密集型处理则直接交由Cell处理器完成。每一个3-刀片单元每秒钟可完成4000亿次计算(400 Gigaflops)。

　　这台计算机由IBM设在纽约州的Poughkeepsie工厂完成生产、测试和基准检测，上世纪90年代末IBM曾在这里为美国政府制造了ASCI系列超级计算机。IBM设在明尼苏打州的罗彻斯特工厂制造了专用的3-刀片服务器。软件的开发部分由德克萨斯州Austin的IBM工程师及来自纽约州IBM Yorktown Heights研究实验室的研究人员合作完成。Roadrunner将在今年夏末，利用21台拖车运至新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室。

　　Roadrunner运行Red Hat开源Linux软件。

　　节能设备。与大多数传统超级计算机的设计相比，Roadrunner的混合模式使得其可以仅消耗极少的电力(2.35兆瓦)，便实现世界领先的能源效率，每瓦特电力可完成4.37亿次计算。IBM预计Roadrunner将位列6月末出炉的超级计算机“绿色500强”名单之中， 成为最节能的系统之一。

　　IBM正在开发新软件，以广泛提供基于Cell处理器的混合计算能力。Roadrunne”的大量软件开发致力于实现混合超级计算的商业应用。IBM正在与企业和高校合作伙伴共同打造一个开源生态系统，为包括金融服务、能源勘探和医疗成像在内的众多行业提供混合超级计算能力。

　　基于Cell处理器的混合超级计算应用甚广，包括：资本市场的实时因果分析，在金融服务领域，超级计算机还可即时预测股票市场变化对于整体市场的连锁反应。在医疗领域，病人在进行检查的同时，各种复杂的组织和骨骼结构三维透视图也可实时提供。

　　千万亿次计算有多快?

　　Roadrunner的运算速度超过了1 petaflop(每秒钟一千万亿次计算，即10的15次方)。

　　众多的笔记本电脑。 Roadrunner大致相当于10万台目前最快的笔记本型电脑的计算能力总和，若将与其计算能力相当的笔记本电脑叠加起来，大概有1.5英里高。

　　如果地球上的全部人口(大约为60亿)一起计算，每人使用一个手持计算器，以每秒钟完成一次计算的速度，连续计算超过46年的时间，才能完成Roadrunner一天的计算量。

　　在过去的十年中，超级计算机的计算能力增加了大约1000倍。今天，仅仅3个Roadrunner 3-刀片处理单元就可与1998年速度最快的计算机相匹敌。一项复杂的物理学计算，在1998年，计算机需要花费20年的时间才能够完成(到如今才刚刚完成了一半)，而如今Roadrunner仅在一周之内便能完成。如果汽车油耗在过去十年中的改进速度能够赶上超级计算机成本和效率的提升速度，那么如今一加仑汽油将可以行驶20万英里。