科学家的IT强国梦 天河二号副总设计师专访

  微异构优势与生俱来

  天河二号的应用领域非常广泛，正是得益于天河二号先进的架构设计以及Intel独特的“微异构”方案。全新的结构设计改变了面向高性能计算特点的结构，转而采用了异构多态的方案，这样不仅仅满足以计算为核心的传统应用需求，对于以IO为核心、以中小尺寸IO处理为核心的很多应用领域也提供了很好支持，而在存储方案设计上，此前已经有了天河一号的成功经验积累，同时研发团队借鉴了许多国内外的成功理念，使天河二号的存储系统对于科学计算和大数据信息处理都有兼顾。在此基础上，国防科技大学的研发团队提供优秀的软硬件平台，便于合作伙伴和用户充分挖掘天河二号的潜能。

异构计算被更易于使用的“微异构”所取代

  对于超算的架构，我们在此前的文章《超级计算机榜单或面临洗牌 TOP500新规解析》中已经对于当前热门的异构计算提出了质疑。作为副总设计师的卢凯教授表示，天河二号采用的并非传统的CPU+GPU异构，而是采用了全新的Intel Xeon处理器搭配Intel Xeon Phi协处理器组成的独特“微异构”架构，与传统的异构相比，这种微异构方案由于CPU和Xeon Phi之间结构非常相似，无论是处理器微架构还是指令集都有很多共通之处，因此并行运算的效率更高、为科研人员提供的开发环境更加友好，对第三方应用的兼容性也更好，这都是传统异构架构所不具备的独特优势。

  在具备更高运算性能、更优秀体系架构的同时，天河二号上也大量融入了自主研发的元素。比如在超级计算机的事务处理、信息服务方面，天河二号采用的是我国自主研发的飞腾微处理器，并且研发人员全面合作，根据天河二号的规模和应用需求，在软硬件方面联合优化，使得天河二号能够满足未来更大规模系统构建需求。比如在系统管理方面，借助飞腾处理器优秀的硬件平台，让天河二号实现了智能化管理，即所谓“机器管理机器”，整套管理系统能够及时发现故障，并进行对应的诊断处理，大大降低了维护超级计算机的工作强度。再比如在易用性方面，研发团队提供的并行编程模型OpenMC具备了无可比拟的优势。OpenMC能够适应多种加速器，在未来如果应用软件的工作环境发生改变，比如需要运行在其他加速器上，或者遇到Intel对产品进行升级加速器规格发生变化，也可以在尽量不改变代码的情况下获得最大性能。