曙光5000A的曙光1000
曙光10001995年5月，由中科院计算所研制的曙光1000大规模并行计算机系统通过国家级鉴定，该系统达到了国际先进水平，其峰值运算速度每秒25.6亿次，实际运算速度每秒15.8亿次，内存容量为1024兆字节，为国内最高水平。该系统突破了一批大规模并行处理的关键技术，采用了国际90年代的最新技术它的峰值速度达到25亿次/秒，实际运算速度达到15.8亿次/秒浮点运算，内存容量达1024兆字节，居中国之首。该系统能解决工作站和大型机难以解决的问题。如，一个全国范围内的48小时天气预报程序只需运行3小时左右，而一般计算机要运行60小时以上，这就提高了预报的准确度。这是中国研制成功的第一家有自己版权的并行操作系统。曙光1000 1可扩展性好。连接网络、输入输出(I/O)、系统软件等均可以扩展。它可以扩展到包括成百上千个结点计算机的MPP系统。它与对称式多处理机(SMP)系统和传统的向量(巨型)机相比，具有明显的优势。2计算能力强，内存容量大，能解决工作站和大型机难以解决的大问题。它的实际运算速度达到每秒15.8亿次浮点运算。它能在30分钟内解出含15000个未知数的线性方程组，能在40小时内完成天然DNA整体电子结构计算，而小型机要连续计算3个月以上才能完成。3独立设计的蛀洞(Wormhole)路由器芯片创造性地采用了异步和同步相结合的工作方式，消息传送速度快，稳定可靠。4并行系统软件(操作系统、优化编译器及工具)高效实用。5全面采用并行编程和调试环境。6广泛采用国际标准，系统开放程度高，用户移植软件容易。 1系统总框图 曙光1000是一个基于Message-passing机制的松散耦合大规模并行计算机系统。它包括32个基于i860的计算结点，1～2个系统服务结点子系统和2～3个I/O结点组成的外存子系统。这些结点由一个6×6的二维mesh网连接，每一个Mesh网络上有一个Wormhole路由器。整个系统有一个系统控制台，它负责系统的初始化和硬件故障诊断工作。用户工作平台是SUN Sparc-2工作站(或其他工作站，如SGI等)和一些终端设备。由每秒10Mb的Ethernet局域网将系统服务结点、控制台、Sparc-2工作站及终端设备连接起来。2Mesh网 mesh是可扩充的。每一个结点机(包括系统服务结点机和I/O结点机)和一个Wormhole路由器(WRC)相连。结点的编号(物理地址)由X方向编号和Y方向编号两部分组成。结点的相对地址信息包含在Message中，一个WRC有10个输入或输出通道，每一个通道包含8条数据线，一个表示Message结束的TAIL信号、一个请求传输线REQ和一条回答信号线ACK。当一个Message由初始结点传到一个目的结点时，它只“穿过“途中的WRC，而不“进入“与这些WRC相连的结点机。Mesh采用X-Y路由算法。有多条虚通道共用一条单方向的物理通道。3计算结点 一个计算结点机为一块插件板，其核心是一块i860XR芯片，主频为40MHz，字长64位，浮点运算速度为单精80MFlops，双精度60MFlops，标量运算速度为40MIPS。DRAM容量为32MB，带奇偶检测;EPROM容量为8KB。NVRAM容量为2KB，由电池供电。结点-mesh接口模块包含容量各为16KB的两个FIFO。结点-mesh间传输带宽为33MB/s，有CRC循环冗余码检测。结点板的RS-232模块直接同控制台系统的一块多用户卡相连，为系统控制台提供监视和为诊断结点机提供支持。计算结点机运行860 OS和用户程序。4系统服务结点 服务结点主要是为管理系统资源(主要是结点机)而设置的。一个服务结点由一台带有ISA总线的486 PC担任，主频为50MHz。在EISA总线和Mesh网之间有一个EISA-Mesh Interface(EMI)模块。EMI具有DMA机制，是一块EISA插板。同样，数据通路FIFO-mesh-FIFO上具有CRC检测。EMI与mesh网间的通讯速率为16MB/s。在用户较多、图形显示较频繁的情况下，可以设两个服务结点，它们通过共享一个资源表来协调工作。5I/O结点机 一个I/O结点机由一台带EISA总线的486 PC充任，同服务结点机一样，带有一块EMI插板。通过插在EISA总线上的SCSI卡，一个I/O结点机可配容量为4GB的硬磁盘。系统可设1～2个I/O结点机。I/O流量要求大的用户，可配更多的I/O结点机，但要相应减少计算结点机的数量。一个I/O结点机与Mesh网间传输数据的速度为16MB/s，各个I/O结点机运行并行文件系统，以实现并行文件操作。6系统控制台 整个系统设一系统控制台，运行UNIX。该机上插有一块多用户卡。同32块计算结点机板上的RS-232串口相连。控制台同计算结点机可以点对点地通讯，也可以以广播方式同时同所有计算结点机通讯。它的主要功能是系统初始化，监视计算结点操作系统和用户程序的运行状态，动态查询结点机资源配置表和对计算结点机硬件故障进行诊断。7前端机网络系统 曙光1000的用户工作平台是一台或多台SUN Sparc-2彩色图形工作站(或SGI图形工作站)及一些终端。这些设备通过局域网(以太网)与系统服务结点机连接。局域网遵从TCP/IP协议，其数据传输率为10Mb/s。实际上，Mesh网系统是前端网络系统的计算服务器，用户程序在前端机上编辑、编译、链接和调试，然后通过服务结点发往计算结点运行，计算结果在前端机上显示。
曙光5000A的曙光4000
曙光4000系列高性能计算机(HPC)是由具有十万亿次浮点运算能力面向网格的曙光4000A、具有百万亿字节海量数据处理能力面向网络安全的曙光4000L、具有五千亿次通用运算能力和四万亿次专用处理能力面向生物信息处理的曙光4000H、具有异构特性面向SAR实时成像处理的曙光4000I组成。曙光4000系列研制成功，缩小了我国与国外在HPC技术上的差距，为中国在HPC技术和产业超过欧洲位居世界第三做出了重要贡献;为在中国发展HPC及其产业化方面探索了一条可行的技术道路;使中国商品化HPC的制造水平达到世界先进水平，已经并正在产生巨大的经济和社会效益，为促进石油等行业国民经济发展和满足网络安全等国家战略需求做出了突出贡献。曙光4000采用网格技术，体系结构以构件性(Component)、标准性(Standard)、协作性(Coordinate)为基准，采用服务化(Service)、安全化(Security)、专业化(Specialization)、智能化(Intellengce)的3SI技术路线。项目研究的目标包括：曙光4000L Linux超级服务器、曙光4000A高性能超级计算机、10Tflops曙光4000面向网格的高性能计算机、曙光4000H生物信息处理高密度专用机群系统、曙光4000T具有自主知识产权的服务器。
