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摘要：  美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)近日宣布，其開發(fā)的新一代超級計算機(jī)泰坦(Titan)運(yùn)算性能超過20 PetaFLOPS(Peta，10的15次方，表示千萬億次;FLOPS，每秒浮點運(yùn)算次數(shù))，可望在本月公布的超級計算機(jī)TOP500中奪冠。

關(guān)鍵字：  能源，超級計算機(jī)，處理器

11月6日消息，美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)近日宣布，其開發(fā)的新一代超級計算機(jī)泰坦(Titan)運(yùn)算性能超過20 PetaFLOPS(Peta，10的15次方，表示千萬億次;FLOPS，每秒浮點運(yùn)算次數(shù))，可望在本月公布的超級計算機(jī)TOP500中奪冠。

Titan由2009年最快的超級計算機(jī)Jaguar升級而來，Jaguar是2009年11月及2010年6月超級計算機(jī)TOP500的冠軍。由IBM打造的超級計算機(jī)Sequoia奪得了2012年6月的TOP500冠軍。

Titan擁有18688個計算節(jié)點，每個計算節(jié)點擁有1顆AMD Opteron處理器和1塊NVIDIA Tesla K20 Kepler(GK110)加速卡，使用的AMD Opteron處理器為Opteron 6274，產(chǎn)品基于16核設(shè)計，所有Titan共擁有299008個處理器核心，而每個處理器配備32GB DDR3內(nèi)存，內(nèi)存總?cè)萘繛?98TB。

Titan的處理器核數(shù)僅高出Jaguar 30%，但借助圖形處理器的幫助，因此能在相同的200個機(jī)柜空間內(nèi)提升十倍的指令周期，耗電量從原本的7 megawat增長至9 megawat，電源效率為原本的5倍，預(yù)計一年電費(fèi)為一千萬美元。

橡樹嶺實驗室主管James Hack指出，Titan讓科學(xué)家可以建立更精準(zhǔn)且更詳細(xì)的物理仿真系統(tǒng)，改善仿真系統(tǒng)可以增快替代能源及能源效率的發(fā)展、有助于辨識或開發(fā)新材料，更有機(jī)會建立先進(jìn)的氣候預(yù)測等領(lǐng)域的發(fā)展。

美國能源部橡樹嶺國家實驗室將Jaguar計算機(jī)進(jìn)行一番改造，在其中使用了NVIDIA公司的 Kepler GPU，使Jaguar計算機(jī)搖身變?yōu)門itan計算機(jī)。據(jù)橡樹嶺國家實驗室報告，Titan的理論峰值性能超過20 petaflops。

研究人員正在將NVIDIA公司的Tesla K20 GPU加速器插入泰坦計算機(jī)。泰坦計算機(jī)約 90% 的性能來自 18，688 顆 NVIDIA Tesla K20 GPU 加速器。 這些 GPU 加速器基于史上最快、最高效的高性能計算架構(gòu) NVIDIA Kepler架構(gòu)。

研究小組成員正在給Titan安裝GPU加速器。Titan的計算速度是Jaguar 的10倍，且能源效率是前者的5倍。研究人員預(yù)計今年11月公布的TOP500超級計算排名時，Titan將成為冠軍，至少也能成為亞軍。

工作人員裝正在裝配Titan?！肮膯栴}正在改變一切，它驅(qū)使我們徹底改造制造處理器的方法。”NVIDIA公司Tesla業(yè)務(wù)部門首席技術(shù)官斯蒂夫·斯科特說。從Jaguar到Titan，超級計算機(jī)的性能發(fā)生了質(zhì)的飛躍，而每瓦性能比也得到了顯著的提升，在Jaguar上18688(224256核心)個處理器提供了2.3 PFlops的計算性能，而功耗是7000KW，而Titan借助18688個處理器和18688顆GPU就可以提供20 PFlops的計算性能，而功耗也只有9000KW。

工作人員正在安裝泰坦計算機(jī)上的存儲棧一塊嵌板。Titan比Jaguar運(yùn)算快，但它的體積并不比Jaguar大，這使得Jaguar自身能夠升級為Titan。

Titan在材料科學(xué)、氣候變遷、生物燃料、天體物理、燃燒學(xué)和核能這六個領(lǐng)域都擁有一個旗艦應(yīng)用程序。Titan在核能領(lǐng)域的應(yīng)用程序名為“Denovo”。 Denovo程序用來模擬核反應(yīng)中的中子的行為，可以幫助工程師設(shè)計性能和安全性更高的核電廠。

泰坦啟動時將運(yùn)行至少6個程序，其中包括一個以燃燒模擬為中心的程序。該程序用來模擬湍流燃燒。這幅圖顯示了乙烯在與熱空氣混合時的噴射火焰穩(wěn)定。圖像左側(cè)是混合速率的一個指示器，右側(cè)是混合度指示器。

臺泰坦計算機(jī)將被一些科學(xué)家和工程師使用，其中包括2013年美國能源部INCITE獎項的獲得者。