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标题: 巨型机用CPU吗？ [打印本页]

作者: 核动力的熊 时间: 2008-11-10 10:19
标题: 巨型机用CPU吗？
我们说的CPU是指中央处理器对吧？和朋友争论巨型机的问题，有人说的所有的计算机都得有CPU，我的观点是巨型机有些型号计算单元和控制单元是分开的，也就是不叫CPU，而是叫计算单元和控制单元等，并行多路CPU的不算，有没有我说的这样的计算机？

作者: zianlee 时间: 2008-11-10 10:23
有点意思，帮顶

作者: dreamz3 时间: 2008-11-10 10:47
巨型机（巨型计算机,supercomputer）是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。

   巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物的探索，研究洲际导弹、宇宙飞船等，制定国民经济的发展计划，项目繁多，时间性强，要综合考虑各种各样的因素，依靠巨型计算机能较顺利地完成。

   对巨型计算机的指标一些家这样规定：首先，计算机的运算速度平均每秒1000万次以上；其次，存贮容量在1000万位以上。如我国研制成功的"银河"计算机，就属于巨型计算机。巨型计算机的发展是电子计算机的一个重要发展方向。它的研制水平标志着一个国家的科学技术和工业发展的程度，体现着国家经济发展的实力。一些发达国家正在投入大量资金和人力、物力，研制运算速度达几百亿次的超级大型计算机。

   在一定时期内速度最快、性能最高、体积最大、耗资最多的计算机系统。巨型计算机是一个相对的概念，一个时期内的巨型机到下一时期可能成为一般的计算机；一个时期内的巨型机技术到下一时期可能成为一般的计算机技术。现代的巨型计算机用于核物理研究、核武器设计、航天航空飞行器设计、国民经济的预测和决策、能源开发、中长期天气预报、卫星图像处理、情报分析和各种科学研究方面，是强有力的模拟和计算工具，对国民经济和国防建设具有特别重要的价值。

   据统计,计算机的性能与使用价值的平方成正比,即所谓平方律。按照这一统计规律，计算机性能越高，相对价格越便宜。因此，随着大型科学工程对计算机性能要求的日益提高，超高性能的巨型计算机将获得越来越大的经济效益。

作者: dreamz3 时间: 2008-11-10 10:48
巨型机不是按硬件结构分的，是按计算能力分的。你如果用1w个pc组成一个协同工作优秀的集群，那当然也算巨型机。

作者: dreamz3 时间: 2008-11-10 10:51
再转一篇很某种水产的文章：
现在的电脑主流是什么？地球人都知道，是双核，双CPU技术的变种。电脑CPU的两大厂商，AMD和Intel，都不是双CPU技术的发明者。那么是谁发明了双CPU技术呢？这个，还要从我们国家的银河巨型计算机说起。当然，这样一说又会让不少人耻笑。在耻笑之后，是不是能够好好想想，为什么当年我们能够做到的，现在反而做不到了？是我们越来越笨吗？还是别的什么地方出了问题？

1983年12月22日，中国自行研制的银河巨型计算机问世，在引起美国的极大兴趣的同时，也让美国非常困惑。为什么呢？美国根据自己掌握的中国工业技术的情报，认为中国的银河机不可能达到跟美国克雷机相当的性能水平。考虑到那时的中国人创造了无数的奇迹，包括原子弹、氢弹、导弹、卫星、飞机、潜艇等等什么样的高科技都搞了出来，所以银河机及其性能当然是真的，那么剩下的就只有一个可能：中国的银河机使用了美国没有掌握的领先技术。这样的领先技术中国当然保密，于是美国就想办法偷技术。非常遗憾的是美国成功了：一名参加研制的国防科技大学计算机系教员史某，以3万美元的价钱把技术泄露给了美国。后来我国国家安全部门发觉并侦破此案，史某被判了死刑。

“银河”巨型计算机

通过这次技术泄露，美国知道并掌握了双CPU技术，还包括动态MOS存储等技术，直接促进了美国计算机技术的发展。

事实上，当年由于工业技术的差别，美国克雷巨型机的CPU主频是80MHz，我们制造的CPU主频只能达到20MHz，性能离美国有很大差距。这对于当年自强的中国人精神来说，是不能容忍的蜗牛性能。于是中国人的智慧就体现了出来，技术总负责人慈云桂创造性的提出了一个包括美国科学家都没有想到（也许是认为不可能的）的思路，用两个CPU一起工作实现性能的提升。思路成功了，银河机的性能也上去了，中国人自然又大自豪了一番。

银河机出来以后，美国又使出了一贯伎俩，把较为先进的计算机产品卖给中国，诱使某些短视的人把银河2号的研制停了下来。后来中美关系恶化，不得不重新开始，1992年银河2号研制成功，1997年银河3号研制成功。可惜的是只顾追求计算性能，没有趁机建立一套计算机产业体系，导致曙光、神威等计算机的核心部件都是国外的，本质上还是组装机罢了。

围绕双CPU这个关键技术，银河机总共拥有100多项重要的技术创新，掌握了所有的计算机核心技术。如果能够坚持下来，中国现在就不用靠着给别人组装电脑辛苦钱了。

作者: Travis 时间: 2008-11-10 11:02
如果计算任务都是丢到专用ASIC或FPGA卡上跑
或者像CELL那种异质多核
我觉得是可以把处理器分成计算和控制两部分了

作者: permediaX 时间: 2008-11-10 11:34
看了5楼转帖的，难道并行处理是国人最先“发明”的？{shocked:]

作者: demonpumpkin 时间: 2008-11-10 11:44
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: maomaodown 时间: 2008-11-10 11:57
不用cpu、。。那些曙光啊之流本质上不叫巨型机银河才算。。

作者: 核动力的熊 时间: 2008-11-10 18:31
谢谢dreamz3 ，不过我说的那种机器是不是存在？非得叫CPU吗？叫运算单元或控制单元不是更贴切一些？

作者: zqx32 时间: 2008-11-10 18:37
银河里面装了很多intel的cpu

作者: elisha 时间: 2008-11-10 18:57
现在是公元2008年吗，我还以为我穿越了呢

作者: tomsmith123 时间: 2008-11-10 19:33
除了REDGRAPE 目前的超级计算机都是CPU 中心的。

作者: tomsmith123 时间: 2008-11-10 19:35
国内目前最快的超级计算机是非X86的。

作者: frank1394 时间: 2008-11-10 19:46
1983年12月22日，中国自行研制的银河巨型计算机问世，在引起美国的极大兴趣的同时，也让美国非常困惑。为什么呢？美国根据自己掌握的中国工业技术的情报，认为中国的银河机不可能达到跟美国克雷机相当的性能水平。考虑到那时的中国人创造了无数的奇迹，包括原子弹、氢弹、导弹、卫星、飞机、潜艇等等什么样的高科技都搞了出来，所以银河机及其性能当然是真的，那么剩下的就只有一个可能：中国的银河机使用了美国没有掌握的领先技术。这样的领先技术中国当然保密，于是美国就想办法偷技术。非常遗憾的是美国成功了：一名参加研制的国防科技大学计算机系教员史某，以3万美元的价钱把技术泄露给了美国。
银河机出来以后，美国又使出了一贯伎俩，把较为先进的计算机产品卖给中国，诱使某些短视的人把银河2号的研制停了下来。后来中美关系恶化，不得不重新开始，1992年银河2号研制成功，1997年银河3号研制成功。可惜的是只顾追求计算性能，没有趁机建立一套计算机产业体系，导致曙光、神威等计算机的核心部件都是国外的，本质上还是组装机罢了。

《=====5楼兄弟强大，美国鬼子可耻！

作者: elisha 时间: 2008-11-10 22:13

原帖由 tomsmith123 于 2008-11-10 19:35 发表
国内目前最快的超级计算机是非X86的。

please google 曙光5000A

作者: tomsmith123 时间: 2008-11-10 22:29

原帖由 elisha 于 2008-11-10 22:13 发表

please google 曙光5000A

曙光5000A是两台百万亿次之一，基于Opteron，但是，神威2 是三百万亿次峰值的，也就是说是三台曙光5000A。

作者: snakenj 时间: 2008-11-11 09:50
以前是这样的结构

不过现在世界500强的计算机基本都是使用数W个小PC并联的方式来工作了

作者: dreamz3 时间: 2008-11-11 10:08

原帖由 核动力的熊 于 2008-11-10 18:31 发表
谢谢dreamz3 ，不过我说的那种机器是不是存在？非得叫CPU吗？叫运算单元或控制单元不是更贴切一些？

cpu的学名是中央处理器，只要使用冯-诺依曼结构，并且把运算器和控制器集成的微处理器都可算作中央处理器。

在外部体系结构而言：CPU是冯.诺伊曼结构的，而DSP有分开的代码和数据总线即“哈佛结构”，这样在同一个时钟周期内可以进行多次存储器访问——这是因为数据总线也往往有好几组。有了这种体系结构，DSP就可以在单个时钟周期内取出一条指令和一个或者两个（或者更多）的操作数。

目前大部分计算机体系都是CPU内部的哈佛结构+CPU外部的冯·诺伊曼的结构。

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中央处理器”这个名称，笼统地说，是对一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器的描述。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用，之前的早期计算机也包括在内。无论如何，至少从20世纪60年代早期开始(Weik 1961)，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了戏剧性的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是，这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代，随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造（在微米的量级）。CPU的标准化和小型化都使得这一类数字设备（港譯-電子零件）在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。

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向量处理器与SIMD主条目：向量处理器和SIMD
上面提及过的处理器都是一些常量儀器[scalarvector]，而針对向量处理的 CPU是较不常见的类型，但它的重要性却越来越高。事实上，在计算机計算上，向量处理是很常见的。顾名思義，向量处理器能在一个命令週期（oneinstruction）处理多項数據，这有別于只能在一个命令週期内处理單一数據的常量处理器。这兩種不同处理数據的方法，普遍分別称为『單指令，多資料』（SIMD）及『單指令，單資料』（SISD）。向量处理器最大的优點就是能夠在同一个命令週期中对不同的工作进行优化，例如：求一大堆数據的總和及向量的積（dot product），更典型的例子就是多媒体應用程序（畫像、影像、及聲音）与及眾多不同總类的科學及工程上的工作。当常量处理器只能針对一组数據于單一命令週期内完全执行提取、解碼、执行和写回四个階段的同时，向量处理器已能对较大型的数據如相同时间内执行相同动作。当然，这假設了这个應用程序于單一命令週期内对处理器进行多次要求。
大多数早期的向量处理器，例如Cray-1，大多都只会用于和科研及密碼學的應用程序。但是，隨著多媒体向数位媒体轉移，对于能做到『單指令，多資料』的普通用途处理器需求大增。于是，在浮點計算器普及化不久，擁有『單指令，多資料』功能的普通用途处理器便面世了。有些早期的『單指令，多資料』規格，如英特爾的MMX，只能作整数运算。因为大多数要求『單指令，多資料』的應用程序都要处理浮點数字，所以这个規格对软件开发者無疑是一个主要障礙。幸好，这些早期的设计慢慢地被改进和重新设计为現时普遍的『單指令，多資料』新規格，AMD公司也推出了第一个真正能执行浮點SIMD指令集3DNow!，在每个时脈週期可得到4个單精確度浮點数结果，是当时一般x87浮點处理器的4倍。新規格通常都于一 ISA 關連著。近年，一些值得注意的例子一定要数英特爾的SSE和PowerPC相關的 AltiVec（亦称为VMX）。[mmxsse]

显然，巨型机常用的向量处理器也可以是cpu。

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运算器：是对信息进行加工处理的部件。它在控制器的操纵下与存储器交换信息，负责进行各类基本的运算。
控制器：负责对指令进行分析和判断，发出控制信号，使计算机的相关设备协调工作。它负责从存储器中取出指令，确定指令的类型并控制运算器及其他部件进行各种操作。

为什么现代计算机硬件设计一般采用运算器和控制器集成的方法？

如果运算器和控制器分离设计在不同的芯片上，就意味着运算器和控制器之间的联系只能通过芯片外部总线进行，也就意味着每一次从取指到最后运算完成会存存储器的操作要花费至少一个芯片外部总线时钟周期。而这样的延迟是现代计算机硬件设计所不可接受的。

[ 本帖最后由 dreamz3 于 2008-11-11 11:05 编辑 ]

作者: notfishcc 时间: 2008-11-11 12:50
巨型机用巨型CPU,大约每个一公斤重(伪),内含添加剂三聚氰胺.....{titter:]

作者: samhrc 时间: 2008-11-11 15:13
如果你说的巨型机值得是Mainframe computer的话，那确实是有CPU 的。而且还不是常见的那种通用CPU 都是专门设计的。

80年代流行的IBM 4381 就是两块手掌大的专用CPU（48位的）。当年主频高达200Mhz ，是水冷的。

作者: aeondxf 时间: 2008-11-11 18:58
还有36位的U，那个时代真幸福啊{mellow:] ……

作者: loverzhp 时间: 2008-11-11 19:18
见识一下而已。。

作者: Readon 时间: 2008-11-14 00:04
3万美元.....................{closedeyes:]

作者: bessel 时间: 2008-11-14 19:54
金老拿奖那台算是神威几?

原帖由 tomsmith123 于 2008-11-10 22:29 发表
曙光5000A是两台百万亿次之一，基于Opteron，但是，神威2 是三百万亿次峰值的，也就是说是三台曙光5000A。

作者: reveangel 时间: 2008-11-16 23:05
不知道IBM的mainframe算不算楼主说的这种，Z9里有大概4种的处理器，有通用型的，数据库专用的，JAVA加速专用的和存储专用的，貌似就是各司其职

作者: bessel 时间: 2008-11-17 01:41
mainframe不是hpc，楼主问的巨型机一般理解为hpc。

很多年前他们是差不多的。

原帖由 reveangel 于 2008-11-16 23:05 发表
不知道IBM的mainframe算不算楼主说的这种，Z9里有大概4种的处理器，有通用型的，数据库专用的，JAVA加速专用的和存储专用的，貌似就是各司其职

作者: samhrc 时间: 2008-11-17 08:53

原帖由 bessel 于 2008-11-17 01:41 发表
mainframe不是hpc，楼主问的巨型机一般理解为hpc。

很多年前他们是差不多的。

我也不太明白 mainframe和hpc 之间的区别，愿闻其详。

作者: bessel 时间: 2008-11-18 00:20
禁止揣着明白装糊涂。

原帖由 samhrc 于 2008-11-17 08:53 发表

我也不太明白 mainframe和hpc 之间的区别，愿闻其详。

作者: samhrc 时间: 2008-11-18 09:55
{shocked:] 真是不明白。

我的理解就是mainframe是大多数时候好多人玩一台机子，但是拔掉终端就一个人玩也行。因为很早以前玩过4381，有个感性认识。那会儿有个挺强的兄弟就搞了个程序斗牛让我们的4381 跟其他学院的AS400 下跳棋。两台机子鏖战一天一宿下了近万局，我们险胜{victory:] 。全体师生都在机房观战。
HPC似乎也可以带一大堆终端，但是大多数时候是执行单一任务。就到这儿了。

作者: samhrc 时间: 2008-11-18 11:18
编程序让计算机代自己斗棋确实是牛人才玩得来的游戏。难度跟Core War 有一拼。
呢年我等平庸之辈看着终端机刷刷的翻过一堆堆的字母都云里雾里，那几个高人却看得乐此不疲。

作者: pciwzy 时间: 2009-6-21 21:06
牛人很多，nb烘烘

作者: scowl 时间: 2009-6-22 00:22

再转一篇很某种水产的文章：
现在的电脑主流是什么？地球人都知道，是双核，双CPU技术的变种。电脑CPU的两大厂商，AMD和Intel，都不是双CPU技术的发明者。那么是谁发明了双CPU技术呢？这个，还要从我们国家的银河巨 ...
dreamz3 发表于 2008-11-10 10:51

我这辈子见过的最脑残的意淫............

有时候我真想说粪粪的智商真是没有下限的..............

作者: scowl 时间: 2009-6-22 00:24
巨型计算机有“处理器” 而且一般是有数万个“处理器” 但是不一定有“中央处理器”

中文真伟大

作者: niub 时间: 2009-6-22 00:35

曙光5000A是两台百万亿次之一，基于Opteron，但是，神威2 是三百万亿次峰值的，也就是说是三台曙光5000A。
tomsmith123 发表于 2008/11/10 22:29

5000A的最大遗憾有三点:

  1.庆祝会准备的烤串供应不足,才俩师傅烤,根本不够抢的. 鸡翅烤得太慢抢都没的抢

  2.居然只有啤酒,可乐+雪碧,没有白酒

  3.抽奖居然我没中,有一个中了人却先走了,我想去冒领,可惜中奖的是个女的

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