细说IBM蓝色基因/Q之前世今生

下面是蓝色基因/Q计算节点的一张图片：

IBM蓝色基因/Q 17核计算节点

该计算节点中间的芯片就是BGQ处理器，有Power核心、内存控制器和各种连接特性。该计算节点并未满配DDR3主内存，这也是为什么上面覆盖有蓝色的材料，是用来覆盖内存插槽的。

蓝色基因/P有一个亮点，那就是它采用了水冷方式，有一个水冷弹簧加载铝护套环绕着计算节点的正面和背面，接入两个铜管之间的中板插槽。

当你将BGQ计算节点接入插槽，按压铝套相对BGP处理器和节点内存芯片与两个相邻的铜水管。这里没有特别的热接触材料防止芯片接触铝片或者铝片接触铜管。

蓝色基因/Q的计算抽屉

Smith表示，该系统的设计将使蓝色基因/Q可以通过水冷达到60至65华氏度，相当于谁冷系统的温度，这将越来越常见，因为系统制造商开始意识到，他们对数据中心组件有些过于冷却了。这个计算抽屉里没有风扇，只有两个电源和进出水管道。

这个计算抽屉中有来自每个计算节点的光纤连接，通向中板以便与蓝色基因/Q集群中的其他计算抽屉和计算节点相连接。水流进来，首先冷却互连芯片，然后通过计算节点交换热量。

蓝色基因/Q计算抽屉有32个计算模块（集群中每个服务器有一个计算模块），每个计算节点将配置16GB DDR3主内存（每个核心1GB）。一个计算抽屉有512个核心、2048个线程和512GB内存。一个蓝色基因/Q机架有32个（前端16个后端16个）半深的计算抽屉，也就是一个机架内有1024个服务器节点以及157万个专门用于处理计算的核心，另外98304个核心用于运行蓝色基因设备中的Linux内核。另外一个有趣的事实：IBM将采用5D网状/环面互连以连接蓝色基因/Q节点。

Smith表示，其实从5D互连可以想到，你在节点之间创建一个超立方体连接，然后连接这些超立方体以构成5D环面网。

通过蓝色基因/Q的设计，IBM分开了I/O节点与计算节点。这其中有两个原因，首先，通过分离可以独立进行扩展，那些不需要太多I/O的用户可以向某个机架中增加更多计算任务，利用更少的空间做更多的事。而且，I/O处理器同样是基于BGQ模块的，封装密度并不高，所以不需要用水冷的方式。

蓝色基因/Q的I/O节点

蓝色基因/Q的I/O抽屉有8个节点和8个插槽用于添加10Gb以太网或者InfiniBand PCIe外设卡接口（见左上方）。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Sequoia超级计算机将在2012年安装就绪，它由96个机架构成，性能达20.13 petaflops。美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）曾在今年8月表示，他们也需要一台蓝色基因/Q，将有48个机架，总浮点性能达到10 petaflops。

前日公布最新一期高性能计算TOP500榜单中，IBM拿出了一个半机架的蓝色基因/Q系统，该设备的Linpack测试性能为65.3 teraflops，理论峰值可达到104.9 teraflops。

我们不知道蓝色基因/Q在带宽和延迟方面是否有所降低，但是据推测在平衡额外处理器性能方面还有很多工作要做。目前蓝色基因/Q中的一个机架的峰值性能大约在209.7 teraflops，而蓝色基因/P大约是13.9 teraflops，这是在原始性能方面的一个巨大跨越，大概需要一个更快的互连解决方案使其更高效。

如果IBM没有对互连技术做实质性的改变，那这也许会解释劳伦斯利弗莫尔国家实验室的蓝色基因/L的效率是为80.2%，阿贡国家实验室的蓝色基因/P效率为82.3%。

安装在德国Forschungszentrum Juelich代号为“Jugene”的825.5 teraflops蓝色基因/P超级计算机在Linpack测试中也得到了82.3%效率的成绩，相比之下，蓝色基因/Q并非令人惊讶地高效，但在最早设计的时候的确是这样的。当然，毕竟蓝色基因/Q还是一款原型机，就像2005年的蓝色基因/L和2007年的蓝色基因/P。