天河二号：中国首台世界最快超级计算机的辉煌历程

天河二号：中国首台世界最快超级计算机的辉煌历程

天河二号超级计算机是中国国防科学技术大学研制的高性能计算系统，于2013年成为全球最快的超级计算机。其峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次，持续计算速度为每秒3.39亿亿次，展现了中国在高性能计算领域的重大突破。

技术参数与架构

天河二号（Tianhe-2）的型号为TH-IVB-FEP，由16,000个运算节点组成，每个节点使用两个Intel Xeon E5处理器和三个Xeon Phi协处理器。系统总计拥有32,000颗主处理器和48,000个协处理器，计算核心数量达到312万个。整体内存容量为1.408PB，配备12.4PB的硬盘阵列。

系统采用自主研发的TH Express-2互联网络，使用光电混合传输技术。主板、机架与机柜由浪潮集团制造，共有125个机柜，整机功耗为17,808千瓦，搭载水冷散热系统后功耗达到24兆瓦。

研发历程与成就

天河二号的研发始于2009年，由280人团队历时两年多完成，耗资约1亿美元。2013年6月，天河二号以峰值速度每秒54.9千万亿次、持续速度每秒33.86千万亿次的性能登顶全球超级计算机排行榜，超越美国的“泰坦”超级计算机。

在2013年至2016年间，天河二号连续六次蝉联全球超算榜首，展现了其卓越的计算能力。虽然在2016年被“神威·太湖之光”超越，但天河二号在多个领域仍发挥着重要作用。

应用领域

天河二号在多个领域展现出强大的应用能力，包括气候问题、生物信息、地震监测、公共健康、地球科学、交通工具制造、天体物理、材料科学和人类/组织系统研究等。其计算能力相当于13亿人同时用计算器计算1000年。

存在问题与挑战

尽管天河二号在速度上领先全球，但在计算效率方面仍有提升空间。此外，高性能处理器的供应问题也对其升级和维护带来挑战。2015年，美国商务部禁止英特尔向天河二号提供升级所需的芯片，限制了其进一步发展。

社会影响

天河二号的成功研制标志着中国在超级计算机领域取得重大突破，提升了中国在全球高性能计算领域的地位。其应用不仅服务于科学研究，还推动了产业升级和技术创新，展现了超级计算在现代科技发展中的重要作用。