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下載安裝Flash播放器在升級后的系統中，互聯芯片全部替換為國防科大自主研制的產品，性能是目前國際商用芯片的兩倍。ＣＰＵ（中央處理器）也首次部分采用這所大學自主研制的“銀河飛騰１０００”芯片，數量約占全部ＣＰＵ的七分之一。
“我們自己的ＣＰＵ完全能夠實現全部替換，但目前應用軟件的發展尚未跟上，需要逐步過渡。”李楠說，“從個體性能來看，我們的ＣＰＵ與世界先進水平還有差距，正在研制中的下一代ＣＰＵ將瞄準世界最前沿。”
除此之外，二期系統還在大規模集成電路芯片、結點機、網絡、印制電路板和操作系統、編譯系統等關鍵技術上成功升級，在異構融合體系結構、基于高階路由的高速互聯通信、高性能虛擬計算域等方面取得了新的突破。
同時，由于采用了世界最先進的水冷制冷等技術，新一代“天河一號”的能效值提升了近５０％，是僅次于ＩＢＭ“藍色基因”的世界上最節能的超級計算機。