计算机系统结构0技术总结.ppt

问题： 假如你可以使用神威﹒太湖之光超级计算机系统，你能做什么？想做什么？ 假如现在的网络带宽足够宽、延迟足够小，你能想象计算机系统是什么样？它对硬件和软件技术的影响如何？ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * * * * 2008年6月IBM的走鹃 1.026pf （千万亿次） 2013年退出（功率太大） 2011年11月富士通的K 10.510pf（万万亿次） * * Sequoia 红杉 * Tflop/s 每秒万亿次浮点运算 Pflop/s 每秒千万次浮点运算 * 蛋白质折叠：狭义上指蛋白质特定三维空间结构形成的规律、稳定性和与其生物活性的关系。 MEMS是微机械(微米/纳米级)与IC集成的微系统,即具有智能的微系统,MEMS基于硅微加工技术但不仅限于它。简单来说,MEMS就是对系统级芯片的进一步集成。 * * * * * * * 计算机系统结构课程介绍 课程目标 本课程是计算机科学与技术专业的一门的基础课程。该课程是《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《操作系统》、《编译原理》、《数据结构》、《汇编语言程序设计》等课程的后续课程。该课程将先修课程中所学的软、硬件知识有机的结合起来，以计算机系统结构中硬中有软、软中有硬、相互转换、彼此渗透的观念，从原理、结构和实现技术等方面系统地对现代计算机的并行处理及相关技术进行深入分析和探讨。 课程目标 本课程主要包括计算机系统结构基本概念、组成及相关设计原理；计算机系统结构各组成部分的相关技术、分析及设计方法；计算机系统设计的基本方法。通过本课程的学习，使同学们理解计算机系统的基本工作原理，以及在硬件、软件界面划分的权衡策略，建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。 课程主要内容 计算机系统结构概论 数据表示、寻址方式与指令系统 存储、中断、总线与I/O系统* 存储体系* 流水和指令级高速并行的超级机 阵列处理机 多处理机 数据流机和规约机* 多核技术 课程的重点 从整体上掌握计算机系统的工作原理，以讲授计算机系统结构的基本概念和基本原理为主，而不是完整介绍各种系统结构，即不是以具体的机器为实例进行教学 让同学们明白计算机技术发展的趋势及影响，激发学习热情、钻研和创新精神 了解各种技术、概念，扩大知识面 如：RISC、RAID、SMP、Cluster等 如：网格计算（Grid Computing） 如：多核技术（Multicore） 如：Itanium 2与Opteron等 为什么讨论系统结构？ 计算机更新换代的标志 一般把主要电子器件的使用作为更新换代的主要标志 电子管、晶体管（变址寄存器）、 集成电路、中小规模集成电路（开始出现并行计算机）、超大规模集成电路 系统结构新技术的不断出现与应用 如：Pentium（P5) 采用两条指令流水线 如： Pentium Pro 基于动态执行技术 如：多核技术（Multicore） 2006年双核元年，多核时代 2013下半年 top10 2014上半年 top10 2014下半年 top10 2015上半年 top10 2016上半年 top10 MPP计算机 CLUSTER计算机 坐落于国家超级计算无锡中心。机身安放在一间约1000平方米的房间内。由40个运算机柜和8个网络机柜组成，每个运算机柜比家用的双门冰箱略大。打开柜门，4块由32块运算插件组成的超节点分布其中；每个插件由4个运算节点板组成，一个运算节点板又含2块“申威26010”高性能处理器。据统计，一台机柜装有1024块处理器，整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。 神威·太湖之光组成 神威·太湖之光应用 1分钟完成地球人32年计算 天气预测、身体检测、石油勘探、生物信息、 新药创新、材料化工、环境科学、船舶工程、 航空航天设计、传统制造业改造等等 超级计算机发展路线图 时间 2020年 2030年 2050年 器件 CMOS 纳米量子器件 量子、生物分子 计算速度 Exaflops(1018) Zettaflops(1021) Yottaflops(1024) 并行度 109-10 1011 -1012 1013 -1015 内存容量 25PB EB(1018B) ZB(1021B) 功耗 40MW MW MW 用途 核聚变模拟 蛋白质折叠等 地球模拟 生命科学等 MEMS优化 脑科学模拟