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“天河一号”计算机设计，采用三个自主知识产权：“天河一号”计算机计算节点有7168个，每个计算节点相当于一台服务器。首次采用中央处理器（CPU）和图形图像处理单元（GPU）异构的大规模并行处理计算机（MPP）（俗称超级计算机），使其计算速度突破每秒千万亿次大关；“天河一号”计算机节点间互联通信采用国防科技大学自主研发的高速互联通信技术，其通信速度达到80Gbps(1Gbps=109比特每秒）；“天河一号”计算机采用自主研发的64位多核，即：计算核心，多线程自主CPU—飞腾1000。
  “天河一号”计算机主要参数性能配置包括：采用CPU和GPU相结合的异构融合体系结构。硬件系统主要由计算处理系统、互联通信系统、输入输出系统、监控诊断系统与基础架构系统组成；软件系统主要由操作系统、编译系统、并行程序开发环境和科学可视化系统组成。峰值性能4.7Pflops(1Pflops=1千万亿次浮点运算／秒，“pflops”系每秒所执行浮点运算次数）。持续性能2.566Pflops，系实测值（LINPACK）；计算处理系统包含7168个计算节点，每个计算节点包含2个CPU和1个GPU，内存总容量262TB(1TB=1012比特），磁盘存储总容量4PB(1PB=1015比特），互联通信系统链路单向带宽80Gbps；输入输出系统采用全局分布共享并行I/0结构；操作系统采用64位（LINUX）；编译系统支持C、C+＋、Fortran77/90/95、Java语言，支持Open,（MP、MPI），并行编程，支持异构协同编程框架，高效发挥CPU与GPU协同计算能力。
  自超算中心成立至“天河一号”计算机二期工程组装完毕，仅用1年时间，于2010年5月研制成功。是年11月17日，在美国新奥尔良市举行的2010年超级计算机大会上，国际超级计算机组织发布第36届世界超级计算机500强排行榜。“天河一号”超级计算机系统，以峰值每秒4700万亿次，持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性位居世界第一，标志着中国自主研制具有知识产权的超级计算机综合技术水平实现历史性突破。