求扫盲贴:我国第一台亿次计算机银河和现在的主流家用pc ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 18:24:10


我国第一台亿次计算机银河诞生至今过去了近30年,计算机技术可谓日新月异,不知当时的银河亿次机和现在的主流家用pc机各方面的性能相比如何?

我国第一台亿次计算机银河诞生至今过去了近30年,计算机技术可谓日新月异,不知当时的银河亿次机和现在的主流家用pc机各方面的性能相比如何?
不如现在家用机
是向量运算达到亿次;非向量的估计是向量的1/8或者1/16吧。那就是千万次量级,主频估计10MHz吧。和现在的PC没法比,比你手机里面的CPU,要差个10倍左右吧。
那是64位大型机,架构完全不同;
不过,比配置、比执行指令速度,恐怕远远不如现在的高端智能手机。
i7 870的双精度运算能力大约是40G Flops,亦即400亿次每秒。
80年代:真难想像30年后的人竟然拿着台超级计算机到处跑!
弄几十台神州上网本,穿越回去就发了。
原来拿个手机回三十年前就可以模拟核爆炸了,OMG....
按这个趋势看,三十年后的个人PC,岂不是也强过现在的超算??额滴神

到时候什么模拟飞行,什么奔月轨道计算、模拟核弹,通通山寨化
确实计算机的发展速度太惊人了。
用个人PC模拟核爆?听起来有点意思
要回答这个问题的话,楼主要先定义"性能"这个词具体指的是什么...
如果拿PC的标准来衡量,那么现有的PC绝对秒杀银河了;不过拿巨型机的标准么...
我是7145871 发表于 2010-11-1 13:35
模拟核爆看用多复杂的模型了,用最简单的模型算临界质量,一支笔一张纸就够。
在球对称情况下,模型可以简化成一维,用现在的台式电脑算绰绰有余。但是要算二维甚至三维情形,计算量就海了去了。
比如有一个算法在一维情形下用pc算一天能算出来,推广到二维,第二个维度上取一万个格点,大致算下来,需要10000台pc的计算能力...
现在不是有个屏保联机计算软件么,利用上网PC空闲屏保时进行联机并行计算。
失落的天堂 发表于 2010-11-1 13:44


    拿巨型机的标准也是秒杀,没什么好讨论的。无论是向量运算速度,内存容量和速度,IO接口速度,外存容量和速度,还是别的你能列出来的参数,现在一台主流PC秒杀30年前最高档次巨型机。
转个消息不知真假
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多核技术来自中国银河巨型机
发表于 2007/11/10 19:04:18
现在的电脑主流是什么?地球人都知道,是双核,双CPU技术的变种。电脑CPU的两大厂商,AMD和Intel,都不是双CPU技术的发明者。那么是谁发明了双CPU技术呢?这个,还要从我们国家的银河巨型计算机说起。当然,这样一说又会让不少人耻笑。在耻笑之后,是不是能够好好想想,为什么当年我们能够做到的,现在反而做不到了?是我们越来越笨吗?还是别的什么地方出了问题?

1983年12月22日,中国自行研制的银河巨型计算机问世,在引起美国的极大兴趣的同时,也让美国非常困惑。为什么呢?美国根据自己掌握的中国工业技术的情报,认为中国的银河机不可能达到跟美国克雷机相当的性能水平。考虑到那时的中国人创造了无数的奇迹,包括原子弹、氢弹、导弹、卫星、飞机、潜艇等等什么样的高科技都搞了出来,所以银河机及其性能当然是真的,那么剩下的就只有一个可能:中国的银河机使用了美国没有掌握的领先技术。这样的领先技术中国当然保密,于是美国就想办法偷技术。非常遗憾的是美国成功了:一名参加研制的国防科技大学计算机系教员史某,以3万美元的价钱把技术泄露给了美国。后来我国国家安全部门发觉并侦破此案,史某被判了死刑。



“银河”巨型计算机

通过这次技术泄露,美国知道并掌握了双CPU技术,还包括动态MOS存储等技术,直接促进了美国计算机技术的发展。

事实上,当年由于工业技术的差别,美国克雷巨型机的CPU主频是80MHz,我们制造的CPU主频只能达到20MHz,性能离美国有很大差距。这对于当年自强的中国人精神来说,是不能容忍的蜗牛性能。于是中国人的智慧就体现了出来,技术总负责人慈云桂创造性的提出了一个包括美国科学家都没有想到(也许是认为不可能的)的思路,用两个CPU一起工作实现性能的提升。思路成功了,银河机的性能也上去了,中国人自然又大自豪了一番。

银河机出来以后,美国又使出了一贯伎俩,把较为先进的计算机产品卖给中国,诱使某些短视的人把银河2号的研制停了下来。后来中美关系恶化,不得不重新开始,1992年银河2号研制成功,1997年银河3号研制成功。可惜的是只顾追求计算性能,没有趁机建立一套计算机产业体系,导致曙光、神威等计算机的核心部件都是国外的,本质上还是组装机罢了。

围绕双CPU这个关键技术,银河机总共拥有100多项重要的技术创新,掌握了所有的计算机核心技术。如果能够坚持下来,中国现在就不用靠着给别人组装电脑辛苦钱了。
“银河一Ⅰ”巨型计算机研制成功



在国防科大计算机学院宽敞、明亮的“银河”机房里,矗立着一台由7个机柜组成的圆柱形机器。这就是该校于1983年12月研制成功的我国第一台巨型计算机。她的诞生,标志着中国成为继美、日等少数国家之后,能独立设计和制造巨型机的国家。

    金秋时节,记者采访了参与和领导“银河-I”首台巨型计算机研制的国防科大原计算机研究所副所长——已是82岁高龄的胡守仁教授。

    “运算速度一次不能少;研制时间一天不能多”

    谈起我国首台巨型计算机的研制,胡教授一下子就打开了记忆的闸门。

    1978年,党的十一届三中全会召开,拉开了改革开放的序幕;党中央、国务院决定在原“哈军工”的基础上组建国防科技大学;也是这一年,我们开始了首台巨型计算机的研制工作。

    为什么要研制自己的巨型计算机?邓小平同志的讲话掷地有声:“中国要搞四个现代化,不能没有巨型机!”

    胡教授说,改革开放前,由于没有高性能的计算机,我国勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理,不仅费用昂贵,而且受制于人。当我国提出向某发达国家进口一台性能不算很高的计算机时,对方却提出:必须为这台机器建一个六面不透光的“安全区”,能进入“安全区”的只能是巴黎统筹组织的工作人员。外国人明摆着是在卡我们的脖子啊!

    1978年3月,全国第一次科学大会在北京召开,中国迎来了科学的春天。此后,中央在重要会议上,正式下决心研制巨型计算机,以解决我国现代化建设中的大型科学计算问题。主持会议的邓小平同志将这一任务交给了国防科委,并点名要国防科大承担研制任务。时任国防科委主任的张爱萍上将向邓小平立下了军令状:一定尽快研制出中国的巨型计算机。

    时任国防科大计算机研究所所长的慈云桂教授听到这消息,连声说:好,好,就等着这一天呀!国防科委副主任张震寰对国防科大提出的要求是:运算速度一次不能少;研制时间一天不能多。

要争一口气,不让外国人再卡我们的脖子

    研制巨型计算机,谈何容易?胡教授回忆道:改革开放之初,我国技术落后,资料匮乏,西方国家又对我们实行技术封锁,了解国外研制巨型机的情况十分有限。国防科大虽然是国内最早研制计算机的单位,但此前为远望号测量船研制的“151”机,每秒运算速度只有100万次,而现在要研制每秒运算一亿次的机器,计算机运算速度一下要提高100倍,其困难不言而喻。

    但是,困难没有吓倒我们。当时,大家只有一个信念,全力以赴造出自己的巨型机,大家把它叫“争气机”,就是要争一口气,不让外国人再卡我们的脖子。

    研制工作迅速展开之后,各种复杂技术问题随之冒了出来。走什么样的技术路线?采取什么样的体系结构?如何实现每秒一亿次的运算速度?问题像一个个“拦路虎”。天道酬勤,5年没日没夜的顽强拼搏,以慈云桂所长为代表的科研人员,闯过了一个个理论、技术和工艺难关,攻克了数以百计的技术难题,创造性地提出了“双向量阵列”结构,大大提高机器的运算速度,提前一年完成了研制任务,系统达到并超过了预定的性能指标,机器稳定可靠,且经费只用了原计划的五分之一。

    张爱萍亲自挥笔将巨型计算机命名为“银河”

    1983年12月26日,我国第一台命名为“银河”的亿次巨型计算机正式通过国家技术鉴定,这是改革开放初期在科技领域取得的一个重大成果。国防科委张爱萍主任亲自挥笔命名为“银河”,并题诗一首:“亿万星辰汇银河,世人难知有几多。神机妙算巧安排,笑向繁星任高歌。”

    消息传到北京后,中央军委主席邓小平亲自签署命令,为研制者们荣记集体一等功,称赞计算机研究所是一支“国防科研战线上敢于进取,能打硬仗的先进集体”。

  实现研制生产与开发的共赢

    胡教授告诉记者:自从有了巨型计算机,我国的大型科学计算就不再受制于人,外国人想卡我们的脖子再也没门了。我们在设计研制巨型计算机的过程中,就坚持研制生产与开发应用相结合,把“好用”、“实用”作为国产巨型机走向市场的生命线。比如,在首台巨型机研制时,就与国家气象部门探讨气象领域对巨型机的需求,突破了向量化并行算法等一系列关键技术,开发出了我国第一个全面向量化的大型应用软件——“高分辨率中期预报模式银河高效软件系统”,使国产“银河”巨型机完成24小时天气预报的运行时间由过去的10700秒缩短为3900秒,一年就可为国家节省机时费300多万元。后来使我国成为世界上少数几个能发布5至7天中期数值天气预报的国家之一。如今,“银河”系列巨型机广泛应用于天气预报、空气动力实验、工程物理、石油勘探、地震数据处理等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。
楼上你故事太假了,不是一般的假,一点技术含量都没有。
中国超级计算机发展回顾
"银河"系列超级计算机

  在国防科技大学计算机学院宽敞明亮的机房里,矗立着一个红黄两色相间的大机柜。这就是我国自行设计和研制的第一台每秒运算速度达亿次的超级计算机——“银河—I”。它的诞生,使我国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。

  研制“银河”超级计算机的难度不是一般人能想象的:当时文革刚结束,国家百废待兴,我国气象部门急需巨型机做中长期天气预报,航空航天部门急需超级计算机以减少昂贵的风洞实验经费,石油勘探部门急需超级计算机进行三维地震数据处理。有一个部门租用了外国一台中型计算机,却要由外方控制使用,算什么题目都要交给人家,中国人不得进入主控室。为了研制新一代导弹核武器,必须进行大量的数值计算和模拟来计算核武器的杀伤效能等等数据,显然不能再靠手摇计算机+人海战那么干了。

  1975年10月和1977年秋,时任国防科工委主任的张爱萍上将先后两次指示国防科技大学计算机研究所对巨型机研制进行调研。在此基础上,国防科工委于1977年11月14日向党中央和中央军委呈交了“关于研制巨型机”的请示报告,党中央和中央军委11月26日就批准了国防科工委的报告。1978年3月,中央军委主席邓小平同志专门听取了关于计算机发展情况的汇报,明确由国防科工委系统承担亿次机研制任务,张爱萍将军为该机命名“银河”。

  国防科大的前身是1953年创建于哈尔滨的中国人民解放军军事工程学院,1958年“哈军工”研制出我国第一台电子管计算机。由于历史原因,1966年“哈军工”退出军队序列,1970年学院主体南迁长沙,更名长沙工学院,直至1978年才变更为国防科技大学。面对小平同志的信任与重托,时任国防科大计算机研究所所长的慈云桂教授立下军令状。

  1983年12月4日,是我国计算机技术发展史上永远值得纪念的日子。这一天,我国自行研究与设计的第一台亿次巨型计算机提前一年研制成功,通过鉴定;它的诞生标志着我国计算机技术水平踏上了一个新台阶。
1986年年初,国防科技大学计算机系申请研制“银河Ⅱ”10亿次巨型计算机,得到了国务院、中央军委和当时的国防科工委的批复,1992年11月国防科大成功研制出“银河Ⅱ”10亿次巨型机,实现了从向量巨型机到处理并行巨型机的跨越,成为继美国、日本之后,第三个实现10亿次超级计算机的国家。1994年,银河Ⅱ超级计算机在国家气象局投入正式运行,用于天气中期预报。
银河—Ⅲ百亿次巨型计算机

  1994年3月,在市场激烈的竞争中,“银河Ⅲ”正式立项。又用3年多时间,于1997年6月,研制成功系统综合技术达到当时国际先进水平的“银河Ⅲ”百亿次巨型机,实现了从多处理并行巨型机到大规模并行处理巨型机的跨越。

  2000年由1024个CPU组成的银河Ⅳ超级计算机问世,峰值性能达到每秒1.0647万亿次浮点运算,其各项指标均达到当时国际先进水平,它使我国高端计算机系统的研制水平再上一个新台阶。

  “银河”系列超级计算机如今广泛应用于天气预报、空气动力实验、工程物理、石油勘探、地震数据处理等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。国家气象中心将“银河”超级计算机用于中期数值天气预报系统,使我国成为世界上少数几个能发布5至7天中期数值天气预报的国家之一。
1996年为加强我国高端并行计算机系统的研制,国家并行计算机工程技术中心正式挂牌成立,开始了神威系列大规模并行计算机系统的研制。1999年神威系列机的第一代产品——神威Ⅰ型巨型机落户北京国家气象局,系统峰值为3840亿次浮点运算,该机在实际应用中取得了很好的效果。于此同时,为顺应国际潮流他们还同步开展了神威“新世纪”集群系统的研制。现已成功推出A、P两个系列的“新世纪”集群系统,其中A系列采用Alpha21264处理器,P系列采用Intel Xeon处理器,两款的最大规模均可扩至千余节点。目前该系统已广泛地应用于石油、物探、生物、气象和材料分析等各个领域。

  上世纪80年代末90年代初,世界计算机领域悄悄地孕育着一场革命,传统的向量机发展受到了限制,大规模并行机悄然问世。金怡濂教授敏锐地洞察到这一新的发展趋势是实现中国计算机跨越发展的一次重要机遇。与此同时,机遇也落到了他的身上,他担任了国家重点工程———“神威”巨型计算机系统的总设计师。

  金怡濂教授当即提出了一个我国超大规模巨型计算机研制的全新的跨越式的方案。这一方案不仅当时在国内尚无先例,而且把巨型机的峰值运算速度从每秒10亿次跨越到每秒3000亿次以上,跨越了两个数量级。在国家并行计算机工程技术研究中心召开的“神威”机研制方案论证会上,许多人对此方案表示惊讶、怀疑,甚至反对,提出继续搞比较保险的传统机型。金怡濂力排众议:“不挑战就会失去竞争的机会,不突破就没有中国巨型机的崛起。”经过他的精辟分析,与会专家最终通过了他提出的总体方案。实践证明,这是一个具有战略意义的跨越,闯出了一条中国巨型机赶超世界先进水平的发展道路。

  气象预报是超级计算机最重要的应用领域之一。在神威Ⅰ型机上运行的“集合天气预报系统”采用了32套原始数据,输入计算机进行运算,然后得出32个结果,再运用气象学的知识和统计的规律,在这个结果群里,找出可能性最大的未来天气的情况。以往10天的天气数值预报,在百亿次机上运算大约需要640小时,等预报结果出来时,就已经不是“预报”了。利用“神威”机进行运算,则只需要8小时。

  “神威”机的另一项重要的应用就是石油勘探。要开采石油,必须钻井。打一口井耗资巨大,差不多要几百万甚至上千万,如果选择的钻井地点有偏差,那么投入的人力、财力、物力就会全部浪费,损失巨大。因此提前的精确测算格外重要。

  在认为可能的地方进行人工爆破,然后搜集爆破后的反应,记录它的反射弧,把这些数据送到计算机上进行处理,地质专家再根据得出的结论分析石油的分布。应用“神威”机后,可以明显提高分析面积和准确程度。

  “神威”机在石油领域的另一个重要应用是“油藏模拟系统”。类似大庆那样的老油田,油采出来还要注水平以衡压力。现在地下还剩下多少油,也是需要大量的计算。用普通的工作站,可能要算一个月才有结果,而为了提高准确度,一套程序要算好几遍。一次就要一个月,显然达不到要求。用了神威机之后,由一个月变成了一个星期,现在变成了几个小时。
曙光5000百万亿次超级计算机,该系统zai 2008年11月公布的全球高性能计算机排名(TOP500)第10位。前9名均为美国研制。在普通家用电脑的运算速度为每秒20亿次左右的时候,曙光5000百万亿次超级计算机的运算能力相当于10万台个人电脑,共有6000颗CPU与100T海量内存,拥有30720个处理器内核,其理论浮点峰值为每秒260万亿次,采用20GB,延迟小于1.3us的Infiniband高速网络进行互联,采用了WCCS + SuSe Linux 双操作系统。
bhhsy 发表于 2010-11-1 15:05


    发帖前能不能先百度下………………并行技术的起源

   这个不过是柳鲲鹏那个烧饼的胡扯而已。


银河1是山寨克雷,那个时候还没有cpu的概念。

而并行技术最早的起源好像是1966吧。如果我没记错应该是MIT,反正计算技术基本就啥MIT,贝尔实验室,施乐,仙童这些大牛搞出来的,

根本不会有中国人什么事情………………别在这里自以为是的YY。

中国也就这几年经济好了,科技投入大了,才有一些不错的成就。

爱国不是坏事,但是不要因为爱国导致智商下降。爱国光环不是脑残光环

银河1是山寨克雷,那个时候还没有cpu的概念。

而并行技术最早的起源好像是1966吧。如果我没记错应该是MIT,反正计算技术基本就啥MIT,贝尔实验室,施乐,仙童这些大牛搞出来的,

根本不会有中国人什么事情………………别在这里自以为是的YY。

中国也就这几年经济好了,科技投入大了,才有一些不错的成就。

爱国不是坏事,但是不要因为爱国导致智商下降。爱国光环不是脑残光环
我是7145871 发表于 2010-11-1 13:35


    玩游戏吧······核弹什么的不够格,黑洞啦,超时空传送啦···:D
飘缈神龙 发表于 2010-11-1 15:47


    银河1是山寨克雷,那个时候还没有cpu的概念。

这句不对;
世界上最早的4位CPU 4004,1971年由Intel推出。
飘缈神龙 发表于 2010-11-1 15:47


理智也不是坏事,但是最好先弄清楚实际情况。

银河-I 就是原理山寨1976年的克雷-I,都是一样的单指令流多数据流结构(SIMD)。

银河和CRAY一样,处理单元都是位片单元用ECL搭建起来的,也就是一位一位的搭64个弄成成一个运算器单元,虽然不叫CPU 但是控制器和处理器的概念都是有的。

当年的向量机没有中央处理器的概念,不等于没有处理器,CRAY-I有12个运算流水单元,1个向量阵列,主频80M。中国做不出同等部件,银河-I就采用的是简单粗暴的方法,用了和CARY-I类似的运算流水单元,增加到了18个,向量阵列采用两个并行的方式。

虽然这么干不是中国人的首创,但是并行向量单元的方法一般都用在专用并行机上的,银河-I开始原理设计的时候(1978年),还没有64位结构的通用计算机用并行向量阵列结构。

当然,并行向量结构的大型机,银河不是第一台,1982年的CRAY-XMP就已经不仅是是多向量阵列结构,而且是多指令流多数据流(MIMD)的了,性能也比后来的银河-I强了一个数量级。

这就是某些文科记者嘴里的“并行CPU”技术了。

——以上摘自 《超级计算机史话》1997年版。
电网又来科普了
银河1计算性能不如现在好点的智能手机...更别说家用PC了:D
失落的天堂 发表于 2010-11-1 13:44

啥标准?总线带宽?内存速度?外存速度?


现在有PC单机版的AutoCAD ANSYS Fluent,以前计算机辅助设计也是巨型机的专利
不过机器普及了,拿机器来做科学计算的人可不成正比普及,多数商业应用会做超级规模的3D网游之类
按这个趋势看,三十年后的个人PC,岂不是也强过现在的超算??额滴神
到时候什么模拟飞行,什么奔月轨道计算、模拟核弹,通通山寨化
kassio 发表于 2010-11-1 13:28


现在有PC单机版的AutoCAD ANSYS Fluent,以前计算机辅助设计也是巨型机的专利
不过机器普及了,拿机器来做科学计算的人可不成正比普及,多数商业应用会做超级规模的3D网游之类
按这个趋势看,三十年后的个人PC,岂不是也强过现在的超算??额滴神
到时候什么模拟飞行,什么奔月轨道计算、模拟核弹,通通山寨化
kassio 发表于 2010-11-1 13:28
是不是只要开发一个手机软件,我们也可以用智能手机去计算天气预报了?
konming 发表于 2010-11-1 14:38


    银河1是83年12月发布的,下面是同期完成设计的Cray-2的一些指标,数据来自Cary Research Inc的PDF...


Common Memory is arranged in four quadrants of 32 banks each, for a total of 128 banks. A word of memory consists of 64 data bits and 8 error correction bits (SECDED).
128bank x 2M x 64bit/8 = 2048MB

Total memory bandwidth is 64 gigabits or 1 billion words per second.
1G x 64bit/8 = 8GB/s

Foreground communication channels:
The Foreground Processor is connected to four 4-gigabit communication channels
4G x 4 = 16Gbps

内存不比“主流”PC小(这还没算Local Memory);内存带宽和DDR3-1066差不多(人家的没算校验位哦);至于最后一个Foreground communication channels的带宽比Infiniband DDR 4X还要快哦...
如有错误之处,还望兄台指点...

是不是只要开发一个手机软件,我们也可以用智能手机去计算天气预报了?
在家里流浪 发表于 2010-11-2 10:08

没错,只要有气象数据,计算精度和速度不会比1980年的时候差。
是不是只要开发一个手机软件,我们也可以用智能手机去计算天气预报了?
在家里流浪 发表于 2010-11-2 10:08

没错,只要有气象数据,计算精度和速度不会比1980年的时候差。
失落的天堂 发表于 2010-11-2 12:02
银河1是cray-1的水准吧?我记得cray-1的地址线才24bit,最多支持16M bytes内存。
TripleX 发表于 2010-11-2 12:18
岂止是Cray1的水准而已, 那张照片一看那活生生就是一台Cray1嘛.
夏风 发表于 2010-11-1 13:20

压力很大:D
电网 发表于 2010-11-1 21:26

不错啊:D
TripleX 发表于 2010-11-2 12:15

有意思:D
我是95年才真正知道电脑是什么样的。
回复 16# bhhsy


    那如果三楼是正确的话那银河1的主频只有10MHz,而你说中国的工业已经可以造出单个20MHz的主频了!
回复 32# TripleX


    印象中银河(IorII记不得了)是64M内存,跟我买第一台计算机时候一样⊙﹏⊙b汗
Cray-1 的浮点能力大致上相当于 Pentium 200MMX 的水平,银河大概差不多吧,也不好说就不如现在的手机,这些嵌入式处理器一般来说浮点都不行,主频高也没用。

当然如果你要比放多媒体文件。银河之类就完蛋了。