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天河一号超级计算机介绍
2024年6月14日发(作者：寒弘文)
天河一号超级计算机介绍
天河一号超级计算机介绍
“天河一号”超级计算机从2008年开始研制，按两期工程实施。
一期系统(TH-1)于2009年9月研制成功，峰值速度为每秒1206万亿次双精度浮点
运算(TFlops)，持续速度为563.1TFlops(LINPACK实测值)，是我国首台千万亿次超级计
算机系统，参加2009年11月世界超级计算机TOP500排名，位列亚洲第一、世界第五，
实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之
后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
二期系统(TH-1A)于2010年8月在国家超级计算天津中心升级完成，峰值速度提升
为4700TFlops，持续速度提升为2566TFlops(LINPACK实测值)，部分采用了自主研制
的飞腾-1000中央处理器。参加2010年11月世界超级计算机TOP500排名，位列世界
第一，实现了从亚洲第一向世界第一的重大跨越，取得了我国自主研制超级计算机综合技
术水平进入世界领先行列的历史性突破。
“天河一号”采用CPU和GPU相结合的`异构融合计算体系结构，硬件系统主要由
计算处理系统、互连通信系统、输入输出系统、监控诊断系统与基础架构系统组成，软件
系统主要由操作系统、编译系统、并行程序开发环境与科学计算可视化系统组成。总体技
术指标如下：
(1)峰值速度4700TFlops，持续速度2566TFlops(LINPACK实测值)，内存总容量
262TB，存储总容量2PB。
(2)计算处理系统：包含7168个计算结点和1024个服务结点。每个计算结点包含2
路英特尔CPU和一路英伟达GPU，每个服务结点包含2路飞腾CPU。全系统共计
23552个微处理器，其中英特尔至强X5670CPU(2.93GHz、6核)14336个、飞腾-
1000CPU(1.0GHz、8核)2048个、英伟达M2050GPU(1.15GHz、14核/448个CUDA
核)7168个，CPU核共计102400个，GPU核共计100352个。
(3)互连通信系统：采用自主设计的高阶路由芯片NRC和高速网络接口芯片NIC，实
现光电混合的胖树结构高阶路由网络，链路双向带宽160Gbps，延迟1.57us。
(4)输入输出系统：采用Lustre全局分布共享并行I/O结构，6个元数据管理结点，
128个对象存储结点，总容量2PB。
(5)监控诊断系统：采用分布式集中管理结构，实现系统实时安全监测、控制和调试
诊断。
(6)基础架构系统：采用高密度双面对插组装结构，冷冻水空调密闭风冷散热。环境
温度10℃～35℃，湿度10%～90%。
(7)操作系统：64位麒麟Linux，面向高性能并行计算优化，支持能耗管理、高性能
虚拟计算域等，可广泛支持第三方应用软件。
(8)编译系统：支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言，支持OpenMP、MPI
并行编程，支持异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力。
超级计算机“天河一号”饱和运行"
国家超级计算天津中心应用研发部部长孟祥飞:“天河一号”主要是为我们国家的大
学、科研机构和我们的中小企业，提供科学计算服务，现在每天在这个上面有1400个作
业在运行，那么它的含义就是有1400个这样的科研团队、小组，在我们天河上面，从事
科技研究工作。
专家介绍，“天河一号”算天，能为大飞机、大火箭的研制，搭建飞行环境模型;算
地，可以给地球成像，探清地下的石油分布;而算人，能够实现人类基因密码的解读。满
负荷运行就意味着，“天河一号”正“火力全开”，通过超级计算改变着我们的生活。
国家超级计算天津中心主任刘光明：这个就是对一个孕妇来讲，她的胎儿的健康情况，
过去要进行诊断的话，是通过采羊水，那么采羊水就是一个潜在的危险，那么现在用基因
技术，就是采一个血，之后通过测序仪就形成了新的数据，数据传到我们天河上面，我们
就根据积累的经验和技术对数据进行处理。
除此之外，满负荷运行，还使得“天河一号”不断积累了大量的数据资源，这些大数
据也为科研团队进一步创新，提供了基础。
国家超级计算天津中心主任刘光明：我们能把数万、数十万这些人的基本情况，把它
汇集起来，用大数据的方式，去分析带有趋势性的结果，比如某些人有这些遗传病，在高
血压方面，这个家族有什么发展趋势，在这个群体里面，有什么样的疾病的发展趋势，这
样为我们中国人自己的健康，提供一个咨询，提供一个精准化的治疗和个性化的治疗。
满负荷运行意味着我国需要更多更快的超算能力，目前，天津超算中心正同国防科技
大学合作，开展新一代百亿亿次超级计算机的研制，预计2020年研制成功并建成投用，
届时它的运算能力，将是“天河一号”的两百倍。
2024年6月14日发(作者：寒弘文)
天河一号超级计算机介绍
天河一号超级计算机介绍
“天河一号”超级计算机从2008年开始研制，按两期工程实施。
一期系统(TH-1)于2009年9月研制成功，峰值速度为每秒1206万亿次双精度浮点
运算(TFlops)，持续速度为563.1TFlops(LINPACK实测值)，是我国首台千万亿次超级计
算机系统，参加2009年11月世界超级计算机TOP500排名，位列亚洲第一、世界第五，
实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之
后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
二期系统(TH-1A)于2010年8月在国家超级计算天津中心升级完成，峰值速度提升
为4700TFlops，持续速度提升为2566TFlops(LINPACK实测值)，部分采用了自主研制
的飞腾-1000中央处理器。参加2010年11月世界超级计算机TOP500排名，位列世界
第一，实现了从亚洲第一向世界第一的重大跨越，取得了我国自主研制超级计算机综合技
术水平进入世界领先行列的历史性突破。
“天河一号”采用CPU和GPU相结合的`异构融合计算体系结构，硬件系统主要由
计算处理系统、互连通信系统、输入输出系统、监控诊断系统与基础架构系统组成，软件
系统主要由操作系统、编译系统、并行程序开发环境与科学计算可视化系统组成。总体技
术指标如下：
(1)峰值速度4700TFlops，持续速度2566TFlops(LINPACK实测值)，内存总容量
262TB，存储总容量2PB。
(2)计算处理系统：包含7168个计算结点和1024个服务结点。每个计算结点包含2
路英特尔CPU和一路英伟达GPU，每个服务结点包含2路飞腾CPU。全系统共计
23552个微处理器，其中英特尔至强X5670CPU(2.93GHz、6核)14336个、飞腾-
1000CPU(1.0GHz、8核)2048个、英伟达M2050GPU(1.15GHz、14核/448个CUDA
核)7168个，CPU核共计102400个，GPU核共计100352个。
(3)互连通信系统：采用自主设计的高阶路由芯片NRC和高速网络接口芯片NIC，实
现光电混合的胖树结构高阶路由网络，链路双向带宽160Gbps，延迟1.57us。
(4)输入输出系统：采用Lustre全局分布共享并行I/O结构，6个元数据管理结点，
128个对象存储结点，总容量2PB。
(5)监控诊断系统：采用分布式集中管理结构，实现系统实时安全监测、控制和调试
诊断。
(6)基础架构系统：采用高密度双面对插组装结构，冷冻水空调密闭风冷散热。环境
温度10℃～35℃，湿度10%～90%。
(7)操作系统：64位麒麟Linux，面向高性能并行计算优化，支持能耗管理、高性能
虚拟计算域等，可广泛支持第三方应用软件。
(8)编译系统：支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言，支持OpenMP、MPI
并行编程，支持异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力。
超级计算机“天河一号”饱和运行"
国家超级计算天津中心应用研发部部长孟祥飞:“天河一号”主要是为我们国家的大
学、科研机构和我们的中小企业，提供科学计算服务，现在每天在这个上面有1400个作
业在运行，那么它的含义就是有1400个这样的科研团队、小组，在我们天河上面，从事
科技研究工作。
专家介绍，“天河一号”算天，能为大飞机、大火箭的研制，搭建飞行环境模型;算
地，可以给地球成像，探清地下的石油分布;而算人，能够实现人类基因密码的解读。满
负荷运行就意味着，“天河一号”正“火力全开”，通过超级计算改变着我们的生活。
国家超级计算天津中心主任刘光明：这个就是对一个孕妇来讲，她的胎儿的健康情况，
过去要进行诊断的话，是通过采羊水，那么采羊水就是一个潜在的危险，那么现在用基因
技术，就是采一个血，之后通过测序仪就形成了新的数据，数据传到我们天河上面，我们
就根据积累的经验和技术对数据进行处理。
除此之外，满负荷运行，还使得“天河一号”不断积累了大量的数据资源，这些大数
据也为科研团队进一步创新，提供了基础。
国家超级计算天津中心主任刘光明：我们能把数万、数十万这些人的基本情况，把它
汇集起来，用大数据的方式，去分析带有趋势性的结果，比如某些人有这些遗传病，在高
血压方面，这个家族有什么发展趋势，在这个群体里面，有什么样的疾病的发展趋势，这
样为我们中国人自己的健康，提供一个咨询，提供一个精准化的治疗和个性化的治疗。
满负荷运行意味着我国需要更多更快的超算能力，目前，天津超算中心正同国防科技
大学合作，开展新一代百亿亿次超级计算机的研制，预计2020年研制成功并建成投用，
届时它的运算能力，将是“天河一号”的两百倍。