全球规模最大的超级计算机

我不知道哈勃望远镜最远只能观测到 120 亿年前的宇宙。

坦白说，在 加州大学圣地亚哥分校研究员 Michael Norman 博士向我普及天文学基础知识之前，我从未意识到望远镜所观测到的是过去的宇宙 - 博士对此进行了解释，他告诉我哈勃望远镜观测到的天体都是星光刚刚到达地球的天体。但它“只”能看到过去 120 亿年的宇宙，这才是 Norman 博士想要强调的重点。（我问他从事哪个领域的研究，他说，“模拟宇宙。”一语道破他的工作内容。）

他更想讨论的问题是“宇宙在诞生初期的 17 亿年间是什么样子？”。宇宙的估算年龄约为 137 亿年，已经超出了哈勃望远镜的观察范围（因为哈勃望远镜最远只能观测到 120 亿年前的宇宙），他使用了世界上最大的超级计算机，位于德克萨斯州立大学奥斯汀分校 TACC（德州高级计算中心）的 Ranger 平台来 模拟那 17 亿年间的宇宙。（稍后，他吐露自己其实对宇宙诞生两三亿年后 15 亿年间的情况最感兴趣，最初 2 到 3 亿年的宇宙由大量氢雾组成，这些物质不断的聚合收缩，从而促使星体的诞生。）

为庆祝 Ranger 平台的面世，我受邀发表主题演说。对于今后将在全球最大的开放式计算平台上执行的基础研究和科学工作而言，这只不过是其中的一个例子。开放式平台？该设备由国家科学基金会资助，旨在为美国的研究人员或科学家提供大型的超级计算服务（请于此处提交方案）。Ranger 完全由 Sun 一手打造 - 以下是相关专业指标，供大家浏览参考：

• 在 6,000 平方英尺左右的数据中心空间内，能耗不超过 3 兆瓦...
• 4000 多个四核 Sun/Opteron 刀片，120+ Tb DRAM，运行 CentOS 操作系统
• 每秒 500 万亿次以上的浮点运算性能
• 由 Sun Grid Engine 规划安排各项工作
• 由两个 100 太位（Terabit）的不阻塞 Magnum 交换机互连（Horns可选）
• 由 Thumper 服务器Sun Fire X4500）上的 Lustre 文件系统管理数据
• 2 拍字节以上的存储能力
• 由我们推出的分级数据管理 SAM-FS 产品控制，存档到 Sun 磁带平台
• 由 xVM OpsCenter （全球最大的设备）管理监控整个系统。

我们动用了巨大的工程力量来打造该平台及其支持技术。如今，Sun 可以在世界各地规模小一些（当然也可以更大）的（公共或商业）部署中复制这一流程。不仅*和研究机构，各行各业都竞相采用高性能计算来获取业务优势，而不再依靠简单的科学途径。该系统的耗能极低，大幅削减了企业的能耗预算 - 从而使其跻身于世界上最环保的超级计算设施之列。

为了让大家实际感受一下 Ranger 的显著效用，请查看此图表（单击获取实时版本）：

Ranger 的容量超过了所有其它由国家科学基金会批准的超级计算设备容量的总和。在德克萨斯，它们说了算。

正如 NSF（美国国家科学基金会） 网络信息基础设施（Cyberinfrastructure）项目主管在其贺辞中所指出的那样，计算模拟如今已成为科学探索事业不可或缺的合理手段。从药物研发到气候建模，从流体动力学到宇宙模拟，从流行病学到材料科学 - 规模如此宏大的研究平台设施将为美国乃至全世界的科学研究带来革命性的变化。截至目前为止，已有 500 多个研究项目在使用 Ranger 平台 - 它正在改变着我们的世界。由于该项目属于 NSF Teragrid 计划的一部分，因此，相关的研究成果将实行全球共享。开放就是开放。TACC 的主管 Jay Boisseau 告诉我，他们在 Range 上可以获得更多应用时间（他们每年大约要分配 5 亿小时的 CPU 时间，或者说 1.25 亿小时/季度的 CPU 时间），从而突破现有研究能力。对于像 Jay 和 Norman 博士这样的用户而言，提高容量意味着刺激着胃口- 不同于大多数企业级计算，这里的剩额通常会被合并（Greg 红移理论的核心内容）。

Ranger 是如何诞生的呢？依靠国家科学基金会对基础科学研究的资助，在以德州高级计算中主管 Jay 为首的一群德克萨斯州立大学热心人的的全力支持下，我们组建了一支由 TACC、Sun 和 AMD 员工组成的出色（名副其实地出色）团队。为了尽早完成项目，三方人马呕心沥血，最终建造出世界上最大的开放式超级计算设施。世界最大的超级计算平台，比同类平台大四倍。

Ranger 将改变学术界、工业界并最终改变我们的社会。为何我如此肯定？

我在发言中指出，美国尼亚加拉瀑布发电站的发电量能够充分满足美国全国 30% 的电力需求。而我们为构建 Ranger 所投入的工程与基础科学力量丝毫不亚于建造该发电站所投入的 同 类力量。它是真正的基础性研究项目。

电是否改变了社会？这一点毋庸置疑。而了解宇宙诞生初期 17 亿年所发生的情况是否会改变我们生活？目前尚不知晓。这是 Norman 博士需要回答的问题，—是 Sun、AMD 和德克萨斯州立大学研究员目前能够出力帮助他回答的问题。通过这个平台，Sun 将面向商业市场 全面开放。（我本来打算写些诸如“云计算揭秘”这样的东西，但是读了那些内容之后，我还是选择了放弃。）

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（有兴趣了解这方面内容的的读者，这是一篇很好的总结，其中概述了 Norman 博士从事计算天体物理学研究的方法 - 值得一提的是，这与我在世界各地的高性能计算领域所了解的工作方法极为相似...

...以免费开源软件作为预测基准。）