聯想深騰6800

聯想深騰6800是由國家“863”項目和中國科學院“十五”信息化專項共同支持，聯想公司研製的超級計算機。

聯想深騰6800面向網格的超級計算機系統包括265個四路結點機，1060個主頻為1.3Ghz的安騰2處理芯片（其中1024個處理機用於計算），內存總容量為2.6TB，磁盤存儲總容量為80TB（其中，光纖盤陣容量61TB）。高速連接網絡為QsNet (Quadrics公司產品)，點對點通信帶寬大於每秒300MB，延遲時間小於7微秒。它將廣泛應用於大規模科學工程計算，商務計算和網絡信息服務的各個領域。在大規模科學工程計算方面，它將成為石油勘探開發、氣象預報、核能與水電開發利用、各類航天器及飛機汽車艦船設計模擬、生物信息處理、新藥設計開發篩選、基礎科學理論計算的有力工具。在大規模商務計算方面，它是銀行、證券、税務、郵政、社會保險等行業和電子政務、電子商務等新興應用主服務器的理想選擇。在大規模信息服務方面，它在各類門户網站、信息中心、數據中心、流媒體中心、電信交換中心和大型企業信息中心應用中優勢獨具。基於海量存儲的數據大集中已是大勢所趨，具有64位地址空間的深騰6800超級計算機更是大有用武之地。

在2003年11月16日公佈的全球最新超級計算機500強(TOP500)排行榜中，“深騰6800”實際運算速度居第14位，LINPACK效率位居高端超級計算機第二位，這也是迄今為止中國製造的超級計算機在這一排名中取得的最好成績。此外，在事務處理能力TPC-H測試的性能比較中,“深騰6800”名列世界同類系統第四。

聯想深騰6800具有計算速度快、整機效率高、應用適用性強、系統配置靈活、I/O性能優越以及機羣系統軟件完備實用等技術特色。

聯想深騰6800超級服務器針對計算、通信、I/O等關鍵要素，進行了優化均衡設計，具有計算速度快、整機效率高的特點。深騰6800採用基於安騰®2處理器的聯想深騰210/410服務器作為計算、I/O、管理和服務結點，安騰®處理器使用全新的EPIC指令集，每時鐘週期可同時執行4條浮點運算指令，具有極強的計算處理能力。深騰6800可綜合考慮系統規模、結點性能以及應用需求等因素，靈活選用Gigabit Ethernet、Myrinet、Infiniband或QsNet作為結點間高速互連網，有力保證系統整體性能的均衡和高效。

聯想深騰6800超級服務器在系統設計上充分考慮了各種不同領域不同類型的應用需求，留有很大的騰挪空間。通過軟硬件的靈活配置，可滿足各種各樣的應用需求。

結點可以採用計算能力很強的2/4/8/16路安騰2處理器的64位服務器，以滿足不同應用對系統計算能力的需求；

系統域網可以選擇Gigabit Ethernet，Myrinet，Infiniband和QsNet，以滿足不同應用對系統通信能力的需求；

Ø 可靈活選用多種科學計算的環境和工具，如MPI、PVM、OpenMP、HPF及MKL和ATLAS等，高效支持Message Passing、Shared Memory、Data Parallel等常用科學計算模型；

Ø 可按需配置負載均衡、高可用、安全防禦、並行數據庫等商用中間件，有力支持Function-Shipping、Shared-Nothing、Data-Sharing等主流商用計算模型；

Ø 可調整計算結點、服務結點和存儲結點的配置，或調整系統網絡，有效支持計算密集型、IO密集性以及通信密集型等不同類型的應用。

聯想深騰6800超級服務器凝聚了SAN存儲、並行文件系統、並行通信等技術精華，可強力支持科學計算、事務處理、信息服務中的I/O數據密集型應用。深騰6800高性能存儲子系統具有如下特點：

Ø 好管理：對存儲系統統一管理，對不同的應用服務，可根據其不斷增長的容量需要，動態分配存儲空間，以避免空間的浪費；

Ø 可擴展：能在不影響應用軟件存取數據的前提下，獨立地擴充存儲設備和I/O結點；

Ø 安全可靠：容錯能力強，具有熱備盤功能以及類似於快照的數據備份、恢復功能；

Ø 高性能：控制器可配置高速大容量緩存，系統具有優秀的I/O吞吐能力和高速通路，傳輸帶寬高，IO延遲低。

聯想深騰6800超級服務器提供豐富實用的系統軟件和工具環境，以支持用户應用程序的編碼、編譯、調試、運行和性能優化。這些系統軟件和工具從層次結構上自底向上可分為：

Ø 硬件固件層：通信軟件和外部設備在適配器上的固件程序(Firmware)，如盤陣適配卡上的控制程序，QsNet網絡接口卡上的Thread Code等。

Ø 結點系統軟件層：結點操作系統及其核心擴展以及用户編程的工具、環境和庫，如操作系統、設備驅動程序擴展、文件系統擴展、編譯器、調試器以及函數庫等。

Ø 機羣系統軟件層：包括機羣系統管理、系統監控、並行通信、資源管理與作業調度、並行文件系統以及高可用、負載均衡等。

Ø 並行編程環境層：用户並行編程的環境、工具和庫，包括MPI、PVM、HPF、TotalView、MKL等。

聯想深騰6800超級服務器基於業界通用、主流、開放的IA64和Linux技術，系統通用性和應用適用性強，在科學工程計算和商用計算方面均有優越的表現，可廣泛應用於大規模科學工程計算、事務處理、數據庫服務、網絡信息服務、海量數據存儲等各個應用領域。

應用環境

聯想深騰6800超級服務器及系列產品可用於科學計算和商用計算等領域，在網格應用方面具有得天獨厚的優勢。它是石油勘探開發、氣象預報、核能與水電開發利用、各類航天器及飛機汽車艦船設計模擬、生物信息處理、新藥設計開發篩選、基礎科學理論計算的有力工具。

聯想深騰6800超級服務器已成功運行天氣預報、石油地震資料處理、核能開發利用、計算流體力學、基因與蛋白質分析和材料科學等領域等許多應用，並表現出優異的應用性能與效率和很高的穩定性。用64個結點的深騰6800可以在87分鐘內精確預報（精度：1平方公里）奧運會開閉幕式主會場及其周邊地區36小時內的天氣。用深騰6800的16個處理機做網絡信息服務，每天可處理180億次網頁點擊。

2003年12月，科技部正式發佈了國家863計劃重大技術成果“國家網格主結點—聯想深騰6800超級計算機”，這標誌着中國自主研發超級服務器能力邁上了一個新的台階，具有里程碑的意義。

聯想深騰6800超級服務器是聯想自主研發的基於Itanium®2架構的具有機羣結構的超級服務器。它由265台深騰410服務器構成，內存總容量達2.6TB，磁盤總容量81.8TB，採用256端口全交換滿足full bisection的高速交換網絡，配備豐富實用的機羣系統軟件，創下了國際領先的浮點運算性能和事務處理及數據庫查詢性能。

聯想深騰6800超級服務器Linpack實測速度為4.183萬億次/秒，整機效率達78.5%， 2003年11月世界TOP500排名第十四位及中國TOP100排名第一位，整機效率列世界高端超級計算機第二位，列高端通用超級計算機第一位。此外，在世界TPC標準測試中，深騰6800的QphH值達9950，世界TPC該項排名第四位，創造了基於Linux平台的Oracle® Database 10g數據庫查詢的世界紀錄以及Linux平台上的第一個TPC-H 1TB的世界紀錄，也是國產計算機首次通過世界TPC組織的測試與認證。

部分資料來源於《超級計算通訊》中國科學院計算機網絡信息中心

眾所周知，處於信息技術前沿的超級計算機一直是一個國家的重要戰略資源，對國家安全、經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。沒有強大計算能力的超級計算機，宇宙飛船就不能上天，國家安全就做不到萬無一失，基因研究就無法繼續，複雜的氣象、勘探工作就難以精確。正因為如此，長期以來，把握超級計算機領先技術的西方國家，對包括中國在內的發展中國家實行了嚴格的管制，嚴禁出口相關的高端技術和產品，只容許這些國家的計算能力達到國際水平的數百分之一。但隨着12月10日，中國科技部在北京正式向社會各界宣佈，在國家863計劃和中國科學院知識創新工程共同支持下，聯想集團研製的國家網格主結點“深騰6800”超級計算機研製成功，在超級計算機方面，以往西方發達國家壟斷的局面將一去不復返了。

11月16日，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室公佈了最新全球超級計算機500強，中國聯想集團為中科院建造的“深騰6800”以每秒4.183萬億次的運算速度位居第14位。這也是迄今為止中國超級計算機在這一排名中取得的最好成績。而前13位全部來自日、美國家的廠商。

這是一個具有里程碑意義的事件。“聯想深騰6800”超級計算機的研製成功，不僅標誌着國家網絡發展跨入實質性實施的新階段，在高性能計算機研究和產業化方面，我國已經居於國際領先水平。而且，以聯想為代表的國內高科技企業，也開始進入世界超級計算機“精英俱樂部”，開始和國際最先進的計算技術進行追蹤和對話：這無論對我國在具有綜合實力象徵的超級計算機的研發上，還是國家戰略級研發機制的與時俱進上，都具積極和深刻的影響，甚至將引發了超級計算機世界格局和高性能服務器市場一系列連鎖反應。

自20世紀70年代第一台超級計算機誕生以來,世界各國就在這方面展開了激烈競賽。特別是隨着信息時代的到來，一場提升了核心計算力，增強了國家競爭力的計算爭取戰更是愈演愈烈。在這一大背景下，我國“863”計劃中，設立了“高性能計算機及其核心軟件”專項，把突破下一代信息基礎設施即網格的關鍵技術作為其主要研究目標，以將高性能計算服務送到科教、企業、政府等各方面用户的桌面上，推動我國網格應用及其產業的發展，提高我國的綜合國力和國際競爭能力。“高性能計算機”是這一重大課題的最重要的組成部分之一。

國家網格主結點“深騰6800”超級計算機的研製成功，無疑是國家863計劃的又一重大成果。根據權威測算，“深騰6800”超級計算機峯值運算速度每秒5.324萬億次，Linpack實際運算速度每秒4.183萬億次，整機效率為78.5%。在2003年11月16日公佈的全球最新超級計算機500強(TOP500)排行榜中，實際運算速度居第14位，效率位居高端超級計算機第2位。而在權威的事務處理能力TPC-H測試的性能比較中,“深騰6800”名列世界同類系統第四，體現出很強的事務處理和數據庫服務能力。從這一意義上看，中國不僅在核心計算能力上可以媲美國外發達國家，而且，中國企業也具備了與國際品牌在高端商用領域競爭的能力。

其次，作為網格主結點研製的關鍵核心設備，“深騰6800”超級計算機將安裝在中國科學院計算機網絡信息中心，作為國家863計劃支持建設的中國國家網格的重要資源，供全國科技人員使用。它的研製成功和應用，必將加快了中國國家網格的建設步伐，實現中國科技研發實力提升和跨越式的突破，發揮基礎性作用。

“深騰6800”超級計算機研製成功的意義，同時體現在聯想這樣的企業參與國家科技計劃上，一方面它體現了中國IT企業研發實力的強勁增長，另一方面也體現了國家科研機制發生的變化，企業正在逐漸成為技術創新的主體。

在世界各國的超級計算機的發展策略上，一直是“兩條腿”走路，政府給出戰略和專項支持，而企業界則衝鋒在前沿。像美國和日本等國領先的超級計算能力，很大程度上是通過本國企業來完成的。企業是其國家科技戰略的重要參與者和組成部分。另外，無論是政府還是企業，都相當注重超級計算機的產業化工作，並形成了完備的研發和產業化的體系。

但產業化一個非常複雜的系統工程，其基本特徵是，一、產品的研發和設計來源於客户需求；二，擁有完善的市場運作機制保障、研發體系保障、科研人才激勵機制保障。一個科研成果的成功，包括產品、研發、生產、市場、銷售、服務諸多環節中，只有把跨越式創新也推廣為大規模的市場價值，才能獲得技術創新的持續動力和良性循環。

始終把握市場脈搏是聯想20年來制勝的法寶，在超級計算機上也不例外，聯想集團總裁楊元慶介紹，自2002年聯想推出高性能計算機業務以來，已經有42套聯想深騰系列高性能計算機落户科研院所、大學、石油、汽車等重要行業和機構，聯想基於用户需求開發、設計高性能計算機產品並以市場化運作的方式提供給用户。產業化的成功為聯想贏得了市場的回報，提升了企業競爭力，反過來也為其技術研發提供強大引擎。

正是由於這種良好的產業化機制，聯想在高性能計算機領域的研發上，保持了穩步發展，並有跨越式的突破。2002年8月，聯想集團研製成功萬億次高性能計算機；2003年4月，聯想取得國家863計劃重大專項——國家網格計算主結點的研製項目。2003年6月13日，聯想集團與中國科學院網絡信息中心就此項目正式簽署合作協議。

在系統測試階段，“深騰6800”已經運行了一批石油、氣象、SARS病毒分析、流體力學等領域的應用軟件，表現出很高的性能。例如，它能在半小時內精確預報奧運會主會場及周邊地區36小時內的天氣。在信息服務應用中，它用16個處理機一天可以處理180億次點擊。作為通用的高性能計算機，聯想深騰6800可以廣泛用於科學計算、事務處理和信息服務，在石油勘探開發、氣象預報、核能與水電開發、飛機、汽車設計模擬、生物信息處理、基礎科學研究、金融、證券、電子政務、電子商務、網絡數據中心、電信交換中心和大型企業信息中心等應用中發揮巨大的作用。

從聯想的案例我們可以看到，企業承擔國家科技計劃的研究開發工作是企業技術發展的需要，也是高技術產業化的需要，更是技術創新和成果產業化形成良性循環規律的必由之路。 ^[1]