联想高性能计算携手F1车队

    2007年7月，一则从威廉姆斯F1车队总部英国Grove传来的简短消息，不仅吸引了众多F1“车迷”眼球，还在中国乃至全球高性能计算集群业界掀起巨大的冲击波。该消息称，历时半年努力，联想最终为威廉姆斯F1车队成功部署了共计166台节点机，计算能力达到8万亿次的高性能计算集群——深腾1800高性能计算集群，该系统将用于威廉姆斯F1车队新赛车的模拟风洞空气动力学模型试验、碰撞仿真和CAD/CAM等核心研发工作，为赛车设计提供高效的科学计算依据。业内观察人士表示，这一事件之所以在全球高性能计算集群领域掀起联想冲击波，原因在于，这不仅是中国高性能计算集群在国际市场第一次大规模突破，而且标志着联想F1高性能计算集群在商业应用领域居于领先地位。威廉姆斯F1车队这种旗舰客户的突破，让世界感受到了以联想为代表的中国高性能计算集群厂商的崛起。

　　联想F1高性能计算集群缘何能取得如此重大突破呢？这成功绽放的精彩背后，是一个怎样充满挑战和激情的过程呢？借联想F1高性能计算集群成功部署威廉姆斯F1车队的契机，让我们一起走近联想，走近联想高性能计算集群的光荣与梦想之旅。

万亿次，联想树全球机群系统标杆

　　联想对高性能计算集群的探索始于上世纪末。当时，机群架构高性能计算集群还未真正进入大规模产业化领域。在1999年世界高端计算机500强排行榜（TOP500）上，机群系统仅占3席，高端计算机的主流仍是向量计算机、大规模并行计算机和超级计算机。机群仍处于大学与科研单位实验室自攒自用（Beowulf）阶段。这种非产品形态的机群，可靠性和易用性比较差。国际IT巨头则对于大型机群往往持观望甚至怀疑态度，仅尝试一些中小规模的机群产品。就在那时，联想已精准地洞察到机群代表着高性能计算的希望和未来，并开始了对系统架构、调优等核心技术的积淀。
    2002年初，联想战胜了IBM等一大批国内外著名厂商中标国家973计划设备采购项目，当即决定研制世界上规模最大、性能最高的机群产品。2002年7月，实际运行速度1.027万亿次/秒的机群系统——联想深腾1800横空出世。这是世界上第一个实际速度超过万亿次的机群系统，不仅是联想高性能计算集群发展的里程碑，也在世界大规模机群发展史上，写下了中国人浓墨重彩的一笔。

　　深腾1800的问世，在世界高端计算领域引发了强烈的联想冲击波。众多高端计算领域的权威纷纷来联想考察。世界上最流行的并行编程环境MPI-ch的发明者美国阿贡实验室著名科学家威廉.科拉普斯先生在考察时兴奋地表示，联想深腾1800这样气势恢宏、工艺规范、稳定可靠、软件丰富、使用方便，系统功能和应用效率不低于价格高出数倍的主流高端计算机的机群服务器，就是他期盼已久的大规模机群产品。他还饱含深情地在留言簿上写道：“我们看到了机群计算的希望”。2002年11月，深腾1800作为中国人自己研制的计算机，第一次登上TOP500，位居第43位！2003年6月，安装在中科院大气物理所和大庆油田的两套深腾1800分列TOP500第98位和第299位。作为世界机群计算潮流的领导者，联想深腾1800还获得了2004年国家科技进步二等奖，更囊括了42项国家级专利。

4万亿次，联想成就世界机群计算新高度

　　深腾1800的问世，让世界看到了机群计算的希望。很多对机群持观望态度的国际IT巨头开始构建大规模机群。2003年6月，TOP500中，机群已从1999年仅占3席增加到123席。但机群应用仍主要局限于科学计算，运算效率处于中等水平，被认为是高端计算机中的“低档货”。2003年11月，联想深腾6800的问世，使机群一举摘掉了“低档货”的帽子。在世界的目光中，联想再次扮演了引领世界机群计算发展的领军者角色。

　　深腾6800是国际领先的64位机群，按实际速度列2003年11月TOP500第14位。特别值得一提的是，深腾6800以78.5%的整机效率列高端通用计算机第一位，不仅超过了所有32位和64位机群，甚至还超过了基于RISC芯片的超级服务器。据2003年11月世界事务处理组织（TPCC）网站公布的排名， 深腾6800组合数据查询能力TPC-H值排在全球第四位，把许多价格高出她十倍甚至数十倍的大型机和超级服务器甩在后面；这个结果同时创造了Linux平台上Oracle数据查询的世界记录。在典型应用测试方面， 据2004年3月世界气象研究组织（UCAR）网站公布的中尺度气象预报业务模式MM5的测试数据，深腾6800在世界著名超级计算机中列第一位。

　　深腾6800在世界高端计算机几个重要测试中均名列前茅，从根本上消除了业界对机群服务器“低档货”的偏见。世界开始相信，机群不仅能应用于科学计算领域，还能胜任事务处理和信息服务等更复杂的运算。在深腾6800成功的推动下，机群逐渐成为高端计算的主流。2005年11月TOP500中贴有“机群”标签的系统有362套, 加上没贴“机群”标签但架构相同的系统，机群架构系统已占据400多席，是当之无愧的主流。2006年1月，继深腾1800之后，深腾6800再次获得国家科技进步二等奖。

致力产业化，联想深腾屡建奇功

　　深腾1800/6800两次荣膺国家科技进步二等奖，联想似乎并没有沾沾自喜，更没有裹足不前。联想一方面基于深腾1800/6800的创新技术，申请了42项发明专利，在系统架构、调优技术等领域形成完整的知识产权（深腾6800系统均衡设计和优化技术还曾获2004年国家信息技术重大发明成果奖），另一方面，联想将更多精力投入到高性能计算集群的产业化和普及应用，以期为中国经济发展和社会进步做出力所能及的贡献。

　　深腾6800自2004年5月在位于中科院计算机网络信息中心的国家网格主结点正式对外服务，7 X 24小时不间断运行，结点机使用率最高达到96%，平均达到87%， 远远高于国内外同类计算机50-60%的平均使用率。几年来，深腾6800开展了数百个国家和省部级重点课题的计算，创造了巨大的社会经济效益。

　　特别值得提出的是，2007年初，具备每秒万亿次计算能力的联想深腾1800高性能计算集群，在08年奥运会中再担重任。联想高性能计算集群将为08年奥运会帆船比赛期间天气和海浪状况的预报提供运算精确、运行稳定的计算平台，并以将比赛海域海流、波浪等复杂海洋环境预报速度提高30倍的优异成绩，推动了我国海洋气象领域高性能并行计算的水平。

　　联想高性能计算集群在国内各个重点行业迅速推广。迄今为止，联想为全国各行业提供的高性能总节点数已超过20000个，应用遍及石油、气象、天文、物理、计算化学、计算中心等数十个领域600余家大型行业用户。就机群的产业化速度和成效而言，联想在全球居于领先水平。

进军海外，联想凸显中国高性能计算崛起

　　在国内产业化应用屡获成功后，联想开始将目光投向了高性能计算集群应用更广阔的国际市场。

　　2006年第20届都灵冬奥会上，近400台联想服务器成功扮演了冬奥会神经中枢的角色。在冬奥会的17天时间里，联想服务器以其臻于完美的国际品质和创新的技术服务能力，满足了冬奥会IT核心系统对高稳定性、高可靠性、易管理性、低温高寒高海拔运行等严苛要求，赢得了都灵奥组委和国际奥委会的充分信赖与肯定。

　　2007年7月，联想携手威廉姆斯F1车队，为其构建高性能计算集群系统。据透露，联想F1高性能计算集群将主要用于威廉姆斯车队的空气动力学风洞模拟试验、碰撞仿真和CAD/CAM等新赛车核心研发环节。采用机群架构的联想F1高性能计算集群，共有160个计算节点、4个管理节点和2个备份节点，一共由166台联想服务器构成。每个计算节点服务器都是两颗双核Intel至强CPU、8G内存和160G硬盘。这个拥有166台服务器、652个CPU Core的计算系统，提供理论“峰值”为8万亿次的计算能力，Linpack实测最好值也达到6万亿次。威廉姆斯车队IT经理Chris表示：“联想F1高性能计算集群，就像赛车的引擎，有着神奇的计算能力，它是我们的IT心脏，我们有了一颗中国心。有了它，我们最大作业量的运算时间从原来的16个小时减少到现在的4.5个小时，我们有信心开发更出色的F1赛车。”

　　从都灵冬奥会到威廉姆斯F1车队，这些具有旗舰意义的标杆客户的突破，标志着联想高性能服务具备了竞逐国际市场的能力，也凸显了中国高性能计算集群崛起的力量。这有力地改变了高性能计算集群领域国际厂商的垄断格局。

进军千万亿次，联想永不停息的脚步

　　作为一家创新驱动的企业，联想正在向高性能计算集群新的高点发起挑战。据透露，在1亿次、4亿次和8亿次高性能计算机相继成功基础上，联想已瞄准更高数量级运算能力的高性能计算集群，寻求在百万亿次和千万亿次高性能计算机上逐次突破。
联想认为，千万亿次计算机研发中有一系列必须攻克的技术难关，如存储墙、延迟、额外开销、竞争和负载不均带来的效率低下、现有技术下的庞大体积和天文数字的功耗等。对于这些世界性的难题，联想已和合作伙伴一起，展开充分研究，力争一两年内在千万亿次高性能计算集群的体系架构、节点计算机、通信网络、低功耗VLSI芯片设计、编程模型、系统软件等领域积累一整套的创新技术。我们期待也相信，联想会在更高层次的高性能计算集群上尽快取得新的突破，成就中国高性能计算集群产业新的辉煌之旅。