我們研制成功進(jìn)入世界500強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)
■李三立
2003年春，在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算所，我們研究小組開(kāi)始了集群式超級(jí)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和研制。由于該系統(tǒng)是受深圳大學(xué)委托研制的，并和深圳大學(xué)合作；所以該超級(jí)計(jì)算機(jī)命名為“深超-21C”。
這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)共有256個(gè)CPU。由于經(jīng)費(fèi)先到一部分，128個(gè)CPU采用當(dāng)時(shí)Intel主頻最高的P4 XEON 2.8 GHz。其余的128個(gè)CPU則采用后來(lái)Intel推出更高頻率的3.06GHz的CPU?！吧畛?21C”在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有其特點(diǎn)。首先，內(nèi)部共有三種互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)：高速內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用傳輸速度為2Gbps的Myrinet，采用光纖連接，每個(gè)結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)卡上實(shí)現(xiàn)光電—電光轉(zhuǎn)換；另外用100兆開(kāi)關(guān)以太網(wǎng)為容錯(cuò)互聯(lián)；還有DAISY連接的交換切換器作為監(jiān)視控制連接網(wǎng)絡(luò)。其次，每個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)采用雙CPU的SMP服務(wù)器。這種服務(wù)器可以充分發(fā)揮INTEL XEON CPU的性能。服務(wù)器的電源、磁盤(pán)和散熱等措施都要好于臺(tái)式計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)；而且，價(jià)格相對(duì)比4個(gè)CPU的SMP結(jié)點(diǎn)要便宜得多，在線(xiàn)程級(jí)的支持上來(lái)看，效率較高。第三，還有兩個(gè)I/O結(jié)點(diǎn)和四個(gè)前端機(jī)分布在10個(gè)機(jī)柜。第四，除每個(gè)結(jié)點(diǎn)有80G的磁盤(pán)存儲(chǔ)（總共10TB）以外，還專(zhuān)門(mén)配備快速SCSI接口的磁盤(pán)陣列（14個(gè)磁盤(pán)，總?cè)萘繛?1TB）。
機(jī)群式系統(tǒng)的關(guān)鍵要管理方便?！吧畛?21C”軟件配置方面也有周到的設(shè)計(jì)考慮。操作系統(tǒng)支持常用的LINUX和WINDOWS；并行編程環(huán)境采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的MPI，也可使用PVM。此外。
我們開(kāi)發(fā)的功能軟件有：TPMC(硬件)系統(tǒng)管理軟件；多平臺(tái)機(jī)群管理軟件CSIP；網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)安裝系統(tǒng)軟件；I/O雙機(jī)備份軟件；網(wǎng)格引擎GE軟件；命令行格式管理系統(tǒng)C3；基于Web的機(jī)群調(diào)度與作業(yè)管理系統(tǒng)；機(jī)群并行文件系統(tǒng)；機(jī)群防火墻配置。
按照國(guó)際通用的峰值速度算法和LINPACK測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，“深超-21C”超級(jí)計(jì)算機(jī)的峰值速度為 1.5萬(wàn)億次/秒(TeraFlops),其LINPACK測(cè)試值為842.6GFlops。我們是在2003年9月測(cè)試完畢，上報(bào)世界權(quán)威的世界500強(qiáng)組織（www.top500.org ）。在世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜上，“深超-21C”名列第146位。每年，我們中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)也有領(lǐng)先的排名榜。在2003年全國(guó)大學(xué)的超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜上，清華大學(xué)負(fù)責(zé)研制的這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“深超-21C”排名第一（在2004年排名榜上被南開(kāi)大學(xué)的“南開(kāi)之光”等超級(jí)計(jì)算機(jī)超過(guò)）。
參加“深超-21C”研制工作的清華大學(xué)的研究組成員還有：朱子玉，都志輝，馬群生，何川，王曉英，王小鴿，黃震春，杜彬等等。
除了研制成功“深超-21C”超級(jí)計(jì)算機(jī)之外，本文作者在2004年又在上海大學(xué)和惠普聯(lián)合研制了另一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“自強(qiáng)—3000”，共采用了352個(gè)CPU，峰值速度達(dá) 2.1 萬(wàn)億次/秒，LINPACK測(cè)試值為1511 Gflops(1.5 萬(wàn)億次/秒)，在2004年6月的世界500強(qiáng)的排名榜上，排名第126位。從2004年到2006年為止，在中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)100強(qiáng)排名榜中，在全國(guó)的大學(xué)中，排名第二名。
(2008年11月17日初稿, 2008年6月27日修改稿)
作者簡(jiǎn)介
李三立，1935年生，上海人，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授，工程院院士。1955年清華大學(xué)無(wú)線(xiàn)電系畢業(yè)留校任教，1956年赴蘇聯(lián)留學(xué)，1960年獲蘇聯(lián)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所博士學(xué)位,1995年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。 現(xiàn)兼任上海大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)。
來(lái)源：《歷久彌新——清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系50年回憶與紀(jì)念文集》
