联想深腾6800

联想品牌计算机系统

联想深腾6800是联想旗下的计算机系统。

产品简介

联想深腾6800是由国家“863”项目和中国科学院“十五”信息化专项共同支持，联想公司研制的超级计算机。

联想深腾6800面向网格的超级计算机系统包括265个四路结点机，1060个主频为1.3Ghz的安腾2处理芯片（其中1024个处理机用于计算），内存总容量为2.6TB，磁盘存储总容量为80TB（其中，光纤盘阵容量61TB）。高速连接网络为QsNet (Quadrics公司产品)，点对点通信带宽大于每秒300MB，延迟时间小于7微秒。它将广泛应用于大规模科学工程计算，商务计算和网络信息服务的各个领域。在大规模科学工程计算方面，它将成为石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发利用、各类航天器及飞机汽车舰船设计模拟、生物信息处理、新药设计开发筛选、基础科学理论计算的有力工具。在大规模商务计算方面，它是银行、证券、税务、邮政、社会保险等行业和电子政务、电子商务等新兴应用主服务器的理想选择。在大规模信息服务方面，它在各类门户网站、信息中心、数据中心、流媒体中心、电信交换中心和大型企业信息中心应用中优势独具。基于海量存储的数据大集中已是大势所趋，具有64位地址空间的深腾6800超级计算机更是大有用武之地。

在2003年11月16日公布的全球最新超级计算机500强(TOP500)排行榜中，“深腾6800”实际运算速度居第14位，LINPACK效率位居高端超级计算机第二位，这也是迄今为止中国制造的超级计算机在这一排名中取得的最好成绩。此外，在事务处理能力TPC-H测试的性能比较中,“深腾6800”名列世界同类系统第四。

技术特色

联想深腾6800具有计算速度快、整机效率高、应用适用性强、系统配置灵活、I/O性能优越以及机群系统软件完备实用等技术特色。

计算速度快、整机效率高

联想深腾6800超级服务器针对计算、通信、I/O等关键要素，进行了优化均衡设计，具有计算速度快、整机效率高的特点。深腾6800采用基于安腾®2处理器的联想深腾210/410服务器作为计算、I/O、管理和服务结点，安腾®处理器使用全新的EPIC指令集，每时钟周期可同时执行4条浮点运算指令，具有极强的计算处理能力。深腾6800可综合考虑系统规模、结点性能以及应用需求等因素，灵活选用Gigabit Ethernet、Myrinet、Infiniband或QsNet作为结点间高速互连网，有力保证系统整体性能的均衡和高效。

系统配置灵活、按需定制

联想深腾6800超级服务器在系统设计上充分考虑了各种不同领域不同类型的应用需求，留有很大的腾挪空间。通过软硬件的灵活配置，可满足各种各样的应用需求。

结点可以采用计算能力很强的2/4/8/16路安腾2处理器的64位服务器，以满足不同应用对系统计算能力的需求；

系统域网可以选择Gigabit Ethernet，Myrinet，Infiniband和QsNet，以满足不同应用对系统通信能力的需求；

Ø 可灵活选用多种科学计算的环境和工具，如MPI、PVM、OpenMP、HPF及MKL和ATLAS等，高效支持Message Passing、Shared Memory、Data Parallel等常用科学计算模型；

Ø 可按需配置负载均衡、高可用、安全防御、并行数据库等商用中间件，有力支持Function-Shipping、Shared-Nothing、Data-Sharing等主流商用计算模型；

Ø 可调整计算结点、服务结点和存储结点的配置，或调整系统网络，有效支持计算密集型、IO密集性以及通信密集型等不同类型的应用。

系统I/O和存储能力强

联想深腾6800超级服务器凝聚了SAN存储、并行文件系统、并行通信等技术精华，可强力支持科学计算、事务处理、信息服务中的I/O数据密集型应用。深腾6800高性能存储子系统具有如下特点：

Ø 好管理：对存储系统统一管理，对不同的应用服务，可根据其不断增长的容量需要，动态分配存储空间，以避免空间的浪费；

Ø 可扩展：能在不影响应用软件存取数据的前提下，独立地扩充存储设备和I/O结点；

Ø 安全可靠：容错能力强，具有热备盘功能以及类似于快照的数据备份、恢复功能；

Ø 高性能：控制器可配置高速大容量缓存，系统具有优秀的I/O吞吐能力和高速通路，传输带宽高，IO延迟低。

丰富实用的机群软件

联想深腾6800超级服务器提供丰富实用的系统软件和工具环境，以支持用户应用程序的编码、编译、调试、运行和性能优化。这些系统软件和工具从层次结构上自底向上可分为：

Ø 硬件固件层：通信软件和外部设备在适配器上的固件程序(Firmware)，如盘阵适配卡上的控制程序，QsNet网络接口卡上的Thread Code等。

Ø 结点系统软件层：结点操作系统及其核心扩展以及用户编程的工具、环境和库，如操作系统、设备驱动程序扩展、文件系统扩展、编译器、调试器以及函数库等。

Ø 机群系统软件层：包括机群系统管理、系统监控、并行通信、资源管理与作业调度、并行文件系统以及高可用、负载均衡等。

Ø 并行编程环境层：用户并行编程的环境、工具和库，包括MPI、PVM、HPF、TotalView、MKL等。

系统通用性高、应用适用性强

联想深腾6800超级服务器基于业界通用、主流、开放的IA64和Linux技术，系统通用性和应用适用性强，在科学工程计算和商用计算方面均有优越的表现，可广泛应用于大规模科学工程计算、事务处理、数据库服务、网络信息服务、海量数据存储等各个应用领域。

应用环境

联想深腾6800超级服务器及系列产品可用于科学计算和商用计算等领域，在网格应用方面具有得天独厚的优势。它是石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发利用、各类航天器及飞机汽车舰船设计模拟、生物信息处理、新药设计开发筛选、基础科学理论计算的有力工具。

联想深腾6800超级服务器已成功运行天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、计算流体力学、基因与蛋白质分析和材料科学等领域等许多应用，并表现出优异的应用性能与效率和很高的稳定性。用64个结点的深腾6800可以在87分钟内精确预报（精度：1平方公里）奥运会开闭幕式主会场及其周边地区36小时内的天气。用深腾6800的16个处理机做网络信息服务，每天可处理180亿次网页点击。

成功案例

2003年12月，科技部正式发布了国家863计划重大技术成果“国家网格主结点—联想深腾6800超级计算机”，这标志着中国自主研发超级服务器能力迈上了一个新的台阶，具有里程碑的意义。

联想深腾6800超级服务器是联想自主研发的基于Itanium®2架构的具有机群结构的超级服务器。它由265台深腾410服务器构成，内存总容量达2.6TB，磁盘总容量81.8TB，采用256端口全交换满足full bisection的高速交换网络，配备丰富实用的机群系统软件，创下了国际领先的浮点运算性能和事务处理及数据库查询性能。

联想深腾6800超级服务器Linpack实测速度为4.183万亿次/秒，整机效率达78.5%， 2003年11月世界TOP500排名第十四位及中国TOP100排名第一位，整机效率列世界高端超级计算机第二位，列高端通用超级计算机第一位。此外，在世界TPC标准测试中，深腾6800的QphH值达9950，世界TPC该项排名第四位，创造了基于Linux平台的Oracle® Database 10g数据库查询的世界纪录以及Linux平台上的第一个TPC-H 1TB的世界纪录，也是国产计算机首次通过世界TPC组织的测试与认证。

部分资料来源于《超级计算通讯》中国科学院计算机网络信息中心

战略意义

众所周知，处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家的重要战略资源，对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义。没有强大计算能力的超级计算机，宇宙飞船就不能上天，国家安全就做不到万无一失，基因研究就无法继续，复杂的气象、勘探工作就难以精确。正因为如此，长期以来，把握超级计算机领先技术的西方国家，对包括中国在内的发展中国家实行了严格的管制，严禁出口相关的高端技术和产品，只容许这些国家的计算能力达到国际水平的数百分之一。但随着12月10日，中国科技部在北京正式向社会各界宣布，在国家863计划和中国科学院知识创新工程共同支持下，联想集团研制的国家网格主结点“深腾6800”超级计算机研制成功，在超级计算机方面，以往西方发达国家垄断的局面将一去不复返了。

11月16日，美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室公布了最新全球超级计算机500强，中国联想集团为中科院建造的“深腾6800”以每秒4.183万亿次的运算速度位居第14位。这也是迄今为止中国超级计算机在这一排名中取得的最好成绩。而前13位全部来自日、美国家的厂商。

这是一个具有里程碑意义的事件。“联想深腾6800”超级计算机的研制成功，不仅标志着国家网络发展跨入实质性实施的新阶段，在高性能计算机研究和产业化方面，我国已经居于国际领先水平。而且，以联想为代表的国内高科技企业，也开始进入世界超级计算机“精英俱乐部”，开始和国际最先进的计算技术进行追踪和对话：这无论对我国在具有综合实力象征的超级计算机的研发上，还是国家战略级研发机制的与时俱进上，都具积极和深刻的影响，甚至将引发了超级计算机世界格局和高性能服务器市场一系列连锁反应。

超级计算机“精英俱乐部”有了中国的身影

自20世纪70年代第一台超级计算机诞生以来,世界各国就在这方面展开了激烈竞赛。特别是随着信息时代的到来，一场提升了核心计算力，增强了国家竞争力的计算争取战更是愈演愈烈。在这一大背景下，我国“863”计划中，设立了“高性能计算机及其核心软件”专项，把突破下一代信息基础设施即网格的关键技术作为其主要研究目标，以将高性能计算服务送到科教、企业、政府等各方面用户的桌面上，推动我国网格应用及其产业的发展，提高我国的综合国力和国际竞争能力。“高性能计算机”是这一重大课题的最重要的组成部分之一。

国家网格主结点“深腾6800”超级计算机的研制成功，无疑是国家863计划的又一重大成果。根据权威测算，“深腾6800”超级计算机峰值运算速度每秒5.324万亿次，Linpack实际运算速度每秒4.183万亿次，整机效率为78.5%。在2003年11月16日公布的全球最新超级计算机500强(TOP500)排行榜中，实际运算速度居第14位，效率位居高端超级计算机第2位。而在权威的事务处理能力TPC-H测试的性能比较中,“深腾6800”名列世界同类系统第四，体现出很强的事务处理和数据库服务能力。从这一意义上看，中国不仅在核心计算能力上可以媲美国外发达国家，而且，中国企业也具备了与国际品牌在高端商用领域竞争的能力。

其次，作为网格主结点研制的关键核心设备，“深腾6800”超级计算机将安装在中国科学院计算机网络信息中心，作为国家863计划支持建设的中国国家网格的重要资源，供全国科技人员使用。它的研制成功和应用，必将加快了中国国家网格的建设步伐，实现中国科技研发实力提升和跨越式的突破，发挥基础性作用。

企业是国家科技战略的重要组成部分

“深腾6800”超级计算机研制成功的意义，同时体现在联想这样的企业参与国家科技计划上，一方面它体现了中国IT企业研发实力的强劲增长，另一方面也体现了国家科研机制发生的变化，企业正在逐渐成为技术创新的主体。

在世界各国的超级计算机的发展策略上，一直是“两条腿”走路，政府给出战略和专项支持，而企业界则冲锋在前沿。像美国和日本等国领先的超级计算能力，很大程度上是通过本国企业来完成的。企业是其国家科技战略的重要参与者和组成部分。另外，无论是政府还是企业，都相当注重超级计算机的产业化工作，并形成了完备的研发和产业化的体系。

但产业化一个非常复杂的系统工程，其基本特征是，一、产品的研发和设计来源于客户需求；二，拥有完善的市场运作机制保障、研发体系保障、科研人才激励机制保障。一个科研成果的成功，包括产品、研发、生产、市场、销售、服务诸多环节中，只有把跨越式创新也推广为大规模的市场价值，才能获得技术创新的持续动力和良性循环。

技术创新只有借助产业化才能真正腾飞

始终把握市场脉搏是联想20年来制胜的法宝，在超级计算机上也不例外，联想集团总裁杨元庆介绍，自2002年联想推出高性能计算机业务以来，已经有42套联想深腾系列高性能计算机落户科研院所、大学、石油、汽车等重要行业和机构，联想基于用户需求开发、设计高性能计算机产品并以市场化运作的方式提供给用户。产业化的成功为联想赢得了市场的回报，提升了企业竞争力，反过来也为其技术研发提供强大引擎。

正是由于这种良好的产业化机制，联想在高性能计算机领域的研发上，保持了稳步发展，并有跨越式的突破。2002年8月，联想集团研制成功万亿次高性能计算机；2003年4月，联想取得国家863计划重大专项——国家网格计算主结点的研制项目。2003年6月13日，联想集团与中国科学院网络信息中心就此项目正式签署合作协议。

在系统测试阶段，“深腾6800”已经运行了一批石油、气象、SARS病毒分析、流体力学等领域的应用软件，表现出很高的性能。例如，它能在半小时内精确预报奥运会主会场及周边地区36小时内的天气。在信息服务应用中，它用16个处理机一天可以处理180亿次点击。作为通用的高性能计算机，联想深腾6800可以广泛用于科学计算、事务处理和信息服务，在石油勘探开发、气象预报、核能与水电开发、飞机、汽车设计模拟、生物信息处理、基础科学研究、金融、证券、电子政务、电子商务、网络数据中心、电信交换中心和大型企业信息中心等应用中发挥巨大的作用。

从联想的案例我们可以看到，企业承担国家科技计划的研究开发工作是企业技术发展的需要，也是高技术产业化的需要，更是技术创新和成果产业化形成良性循环规律的必由之路。

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