IBM Blue Gene 蓝色基因超级计算机诞生于2004年，Blue Gene 超级计算机采用 Linux® 软件和嵌入式芯片系统 (SoC) 技术，大大降低了高扩展性系统的体积和成本，同时显著提高了性能。初衷是帮助生物学家观察以前无法看到的蛋白质折叠和基因发展过程，这也是
Blue Gener蓝色基因家族图
Blue Gene/L 高效能超级计算机的标志
IBM Blue Gene 蓝色基因超级计算机诞生于2004年，是当时最强大的计算机，同时具有最高的效率，而其能耗和占地空间却远远小于其它的超级计算机。Blue Gene 超级计算机采用 Linux® 软件和嵌入式芯片系统 (SoC) 技术，大大降低了高扩展性系统的体积和成本，同时显著提高了性能。
IBM蓝色基因 Blue Gene 的推出标志着高性能计算的新时代的到来，是 IBM 悠久传统的延续。Blue Gene 是与位于加利福尼亚州的美国能源部 Lawrence Livermore 劳伦斯利福摩尔国家实验室联合开发和制造的，其初衷是帮助生物学家观察以前无法看到的蛋白质折叠和基因发展过程，这也是其命名原因。
当一小组 IBM 工程师和科学家在 1999年开始开发 Blue Gene®/L 的原型时，他们希望摒弃当时的超级计算机设计方法。几十年来，超级计算机已经定义了高性能计算和通信的最高水平；但是，如果其架构保持不变，这些机器很快就会需要一个足球场那么大的面积才能容纳得下。更糟糕的是，它们会消耗一个中型城镇在一年内的电量，而且需要更多的电力防止过热。
Blue Gene 是 IBM 推出的一个耗资 1亿美元、为期5年的开发项目。第一台 IBM Blue Gene/L 的设计采用了数千个低功耗、低发热量的处理器，在位于明尼苏达州罗彻斯特的 IBM 实验室制造完成。2004年 9月 29日，新机器超越 NEC 的 Earth Simulator，成为世界上最快的计算机。
Lawrence Livermore 劳伦斯利福摩尔国家实验室中的 Blue Gene/L
尽管 IBM 以前的性能冠军 IBM Deep Blue®采用 32个处理器，并且能够每秒计算大约 2亿次潜在的象棋棋子移动，在 1997年与象棋大师举行的六场比赛中获胜，而Blue Gene/L 采用 131,000个处理器，常规情况下每秒可处理 280万亿次操作。一位科学家用计算器必须不间断工作 177,000年才能完成 Blue Gene 在一秒内即可完成的操作。Blue Gene/L 还因其采用 Linux® 操作系统和支持开源应用程序的开发而引起广泛关注。
Blue Gene/L 理论最高性能为 360 TFLOPS（每秒一万亿次浮点运算），在 Linpack 基准测试中得分超过 280 TFLOPS。2004年 9月 29日，它超越 NEC 的 Earth Simulator，成为世界上最快的计算机。
也许比速度更重要的是 Blue Gene/L 凭借其小体积和高效率而使超级计算经济发生了革命性变化。每个 Blue Gene 机架包含 1024个双处理器节点，占用的空间大大减少。处理器采用极小型化的设计，在单个微芯片上可容纳 32个处理器。
Blue Gene/L 是超级计算机发展历史上的里程碑，但其真正的工作刚刚开始。接下来，IBM 研究人员开始探索可在系统上运行的大量应用。计算机的速度和扩展性使大学、政府机构和商业研究实验室能够解决大量复杂的问题。领导者也可以做出更明智的决策—不仅在生命科学领域，而且包括天文、气候、药品开发、宇宙学和其它多个领域。
2009年 9月，美国总统奥巴马向 IBM 和 Blue Gene 超级计算机家族授予美国国家科技创新奖章，这是全国声誉最高的奖项，以奖励取得技术成就的领先创新者。Blue Gene/L 高能效的设计和计算模型的影响力目前涉及整个信息技术行业。
在绘制人类基因图谱，调查治疗方法，模拟放射衰减，复制智能，驾驶飞机，鉴别肿瘤，预测气候趋势和探明化石燃料方面，Blue Gene 系统已经提供了全面的帮助。它在将来会取得更多进步。2007年，该家族的第二代 Blue Gene®/P 推出，它比 Blue Gene/L 的性能提高近三倍，立即成为当时具有最高能效且最省空间的计算设备。
2011年 2月 8日，IBM 宣布与位于伊利诺伊州芝加哥附近的美国能源部 (DOE) Argonne 国家实验室共同推出万万亿次的 Blue Gene/Q 超级计算机 “Mira”。Mira 的设计在设计超高能效的电动汽车电池、了解全球气候变化、探索宇宙的演变等方面实现了巨大的进步。IBM 不断探索最先进的高性能计算，致力于持续改变研究和科学的开展方式。
Blue Gene 的设计采用许多小型的低功耗嵌入式芯片，每个芯片能够通过系统内的五个专用网络相连。例如，包含 65,000个节点的 Blue Gene系统连接成为一个64 x 32 x 32 的三位环网，使其容易构建大型系统。它采用模块化设计，其中的“机架”可随着要求的提高而增加。
除了速度和扩展性之外，Blue Gene 超级计算机还实现了能效的突破。随着 Blue Gene 计算机的推出，IBM 显著降低了计算系统的物理体积和能源需求，而这个系统的处理速度需要一个能够为数千个家庭发电的专门发电厂。
Blue Gene 高能效设计和计算模型的影响涉及整个 IT 行业。目前，据 Green500.org 2010年 11月发布的超级计算“Green500 List”指出，世界上 20个能效最高的超级计算机中的 17个都基于 IBM 的高性能计算技术，包括被评为“世界上最绿色的超级计算机”的 Blue Gene/Q。
为小空间而设计
Blue Gene 超级计算机的独特包装允许将四个机架紧密地装配到一个具有较高空间利用效率的系统中。
IBM Blue Gene/L芯片
为Blue Gene/L 超级计算机提供计算能力的一个芯片可容纳 32个处理器。
如今的IBM 推出的蓝色基因第三代产品Blue Gene/Q作为一个经典的超算核心系统架构，已经帮助许多国家的科研机构组装了他们的超级计算机系统，广泛应用于各种科研领域。
在全球超级计算机top 500中，排名第三的美国Sequoia（红杉），第五的Mira（米拉），第11名的Juqueen，第12名Vulcan，第27名Fermi，第49名Blue Joule等，都是基于Blue Gene/Q架构的。
IBM Blue Gene/Q结构图
I/O系统架构图
参考资料：
1、IBM 100 - Blue Gene: http://www-31.ibm.com/ibm/cn/ibm100/icons/bluegene/index.shtml
2、Best Practice Guide BlueGene-Q Best-Practice-Guide-BlueGene-Q.pdf
3、Blue Gene/Q Resource Management Architecture http://datasys.cs.iit.edu/events/MTAGS10/paper11.pdf
4、IBM Blue Gene/Q Architecture and System Software Overview IBM-Blue-GeneQ-Architecture-and-System-Software-Overview.pdf
5、Blue Gene®/Q Overview and Update IBM_BGQ_Architecture_0.pdf
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