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Super-Computer aus Jurich

Miriam Schack2008年4月6日

地处德国西部小城的尤利希研究中心近来可谓喜讯连连。几个月前,该中心的格林贝格(Peter Gruenberg)教授刚荣获2007年度诺贝尔物理奖,2月22日,造价1500万欧元的超级计算机“尤金”(JUGENE)又正式上网运行。在当今世界超级计算机500强中,“尤金”名列民用首位,世界上比它再快的只有一台军用的超级计算机,在美国的佛罗里达。德国之声记者采访报导如下。

尤利希超级计算机中心主任Thomas Lippert站在他心爱的大家伙前图像来源: AP

超级计算机"尤金"(JUGENE)个头庞大,毕竟,它拥有65000多个处理器,需要16个一人多高、外表看上去就像电话亭一样的黑色机柜才能装下。"尤金"和它的两位同伴、尤利希研究中心的另外两台超级计算机JUMP和JUBL一起同"住"一个大机房。该中心应用部门负责人阿蒂希(Norbert Attig)博士打开机房门,噪音顿时响起。

一个牌子提示来者带上护耳,因为时间长了会影响听力。阿蒂希介绍说: "这些噪音主要来自空调和计算机里的通风器。我们越走近'尤金',噪音就会越大,因为它需要在很小的空间散发的余热尤其多。这16个机柜,每个柜都产生大约30千瓦的余热,要靠通风器排散,所以它的噪音也明显更大。"

"尤金"需要的基本环境温度是16摄氏度,它的运算速度相当于20000台个人电脑,最高速度是每秒223万亿次运算,一个不可想象的巨额数字。阿蒂希试着形象地解释说: "打个比方,这就好像全世界70亿人口,每个人都在同一秒种内算3万次。而且,还不是简单的1+1,而是相当复杂的、不知有多少位小数点的运算。"

除了处理器的巨额数量以外,性能优异的网络也是造就"尤金"强大运算能力的关键所在,因为每个处理器所解决的只是整个问题的一小部分,如何把每个处理器的运算结果有效连接才是决定性的。阿蒂希介绍说: "实际上,计算程序必须是分布式结构的,可以化整为零,然后再由各个处理器分别执行。那么在整个运算过程当中,运算数据就必须在处理器之间来回传送,因此,连接各个处理器的网络就必须很快才行,必须尽可能缩短处理器准备发送或接收数据的时间开销才行。"

"尤金"的运算能力可供大约200来个德国和欧洲的科研小组使用。至于哪个小组可以"享用""尤金",则由一个独立的专家委员会决定。除了理论探讨和实验证明以外,模拟计算早已成为学术研究的一大手段。尤利希超级计算机中心的博士生博尔腾(Matthias Bolten)就举例介绍说: "开发新药的时候,人们需要花费很多的时间和经费,做很多实验,来判断这种物质或者那种物质的效果究竟怎样。但假如我先用计算机模拟一下,那我至少可以了解到,朝哪个方向发展更有希望,这样就可以节省大量精力和经费。再举一个例子。天文物理学家就很难做试验。你想,把一颗恒星请到实验室不容易吧,而且时间也不够用,天文领域的时间概念都是上亿年的,因此,计算机模拟试验就非常重要。"

现年29岁的博尔腾研究的是解线性方程式,但方程式的规模极大,是普通电脑远远不能胜任的。他说: "每个人上中学的时候其实都接触过,就是有好几个方程式,好几个未知数,你得想办法一一求出。而我们要解的方程式,数量上亿,未知数也是上亿个,这时候'尤金'就可以帮上大忙,你要是用手算可没有那么快。"


就是量子物理学家克里格(Stefan Krieg)的工作也离不开超级计算机模拟。他介绍说: "我们研究自然界最强的一种力,比如说中子里或者质子里的夸克就是被这种力结合在一起的,原子核里的质子和中子也是。你用一般的物理学手段做不了量子领域的这些实验,来证实某个量子理论是否正确,唯一真正可行的就是计算机模拟。"

至于"尤金"能保持多久领先地位,还很难说,它目前最强的竞争对手、美国得克萨斯州的"RANGER"也即将启用。超级计算机领域的发展极快,面对竞争,阿蒂希很坦然。他说: "所谓的超级计算机500强排名榜每年进行两次,近几年每次都有差不多250到300名新手上榜,这表明这个排名榜的波动性有多大。换句话说,要是又有谁比我们还快,我们也不会感到惊奇。这个小把戏我们已经习惯了,经常是有喜有哀,就看你刚好站在哪一边儿了。"

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