我們研制成功進入世界500強的超級計算機
■李三立
2003年春，在清華大學計算機高性能計算所，我們研究小組開始了集群式超級計算機的設計和研制。由于該系統(tǒng)是受深圳大學委托研制的，并和深圳大學合作；所以該超級計算機命名為“深超-21C”。
這臺超級計算機共有256個CPU。由于經費先到一部分，128個CPU采用當時Intel主頻最高的P4 XEON 2.8 GHz。其余的128個CPU則采用后來Intel推出更高頻率的3.06GHz的CPU。“深超-21C”在系統(tǒng)的結構設計方面有其特點。首先，內部共有三種互聯(lián)的網(wǎng)絡：高速內部互聯(lián)網(wǎng)絡采用傳輸速度為2Gbps的Myrinet，采用光纖連接，每個結點的網(wǎng)卡上實現(xiàn)光電—電光轉換；另外用100兆開關以太網(wǎng)為容錯互聯(lián)；還有DAISY連接的交換切換器作為監(jiān)視控制連接網(wǎng)絡。其次，每個計算結點采用雙CPU的SMP服務器。這種服務器可以充分發(fā)揮INTEL XEON CPU的性能。服務器的電源、磁盤和散熱等措施都要好于臺式計算機結點；而且，價格相對比4個CPU的SMP結點要便宜得多，在線程級的支持上來看，效率較高。第三，還有兩個I/O結點和四個前端機分布在10個機柜。第四，除每個結點有80G的磁盤存儲（總共10TB）以外，還專門配備快速SCSI接口的磁盤陣列（14個磁盤，總容量為 1TB）。
機群式系統(tǒng)的關鍵要管理方便。“深超-21C”軟件配置方面也有周到的設計考慮。操作系統(tǒng)支持常用的LINUX和WINDOWS；并行編程環(huán)境采用國際標準的MPI，也可使用PVM。此外。
我們開發(fā)的功能軟件有：TPMC(硬件)系統(tǒng)管理軟件；多平臺機群管理軟件CSIP；網(wǎng)絡自動安裝系統(tǒng)軟件；I/O雙機備份軟件；網(wǎng)格引擎GE軟件；命令行格式管理系統(tǒng)C3；基于Web的機群調度與作業(yè)管理系統(tǒng)；機群并行文件系統(tǒng)；機群防火墻配置。
按照國際通用的峰值速度算法和LINPACK測試標準，“深超-21C”超級計算機的峰值速度為 1.5萬億次/秒(TeraFlops),其LINPACK測試值為842.6GFlops。我們是在2003年9月測試完畢，上報世界權威的世界500強組織（www.top500.org ）。在世界超級計算機排名榜上，“深超-21C”名列第146位。每年，我們中國的超級計算機也有領先的排名榜。在2003年全國大學的超級計算機排名榜上，清華大學負責研制的這臺超級計算機“深超-21C”排名第一（在2004年排名榜上被南開大學的“南開之光”等超級計算機超過）。
參加“深超-21C”研制工作的清華大學的研究組成員還有：朱子玉，都志輝，馬群生，何川，王曉英，王小鴿，黃震春，杜彬等等。
除了研制成功“深超-21C”超級計算機之外，本文作者在2004年又在上海大學和惠普聯(lián)合研制了另一臺超級計算機“自強—3000”，共采用了352個CPU，峰值速度達 2.1 萬億次/秒，LINPACK測試值為1511 Gflops(1.5 萬億次/秒)，在2004年6月的世界500強的排名榜上，排名第126位。從2004年到2006年為止，在中國的超級計算機100強排名榜中，在全國的大學中，排名第二名。
(2008年11月17日初稿, 2008年6月27日修改稿)
作者簡介
李三立，1935年生，上海人，清華大學計算機系教授，工程院院士。1955年清華大學無線電系畢業(yè)留校任教，1956年赴蘇聯(lián)留學，1960年獲蘇聯(lián)科學院計算技術研究所博士學位,1995年當選中國工程院院士。 現(xiàn)兼任上海大學計算機學院院長。
來源：《歷久彌新——清華大學計算機科學與技術系50年回憶與紀念文集》
