在德國(guó)法蘭克福舉行的國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，2021第57版世界TOP500超級(jí)計(jì)算機(jī)排名正式公布，這一版Top10排名相比上一版只有很小的變化，唯一的一個(gè)新入圍的超級(jí)計(jì)算機(jī)是來(lái)自美國(guó)新能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Perlmutter系統(tǒng)。

[[408115]]

全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)是指國(guó)際TOP500組織發(fā)布的，全球已安裝的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)排名，始于1993年，由美國(guó)與德國(guó)超算專家聯(lián)合編制，以超級(jí)計(jì)算機(jī)基準(zhǔn)程序Linpack測(cè)試值為序進(jìn)行 排名 ，每年發(fā)布兩次，其目的是促進(jìn)國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的交流和合作，促進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用。

這臺(tái)超算基于 HPE Cray“Shasta”平臺(tái)和由 GPU 加速和 CPU 節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)系統(tǒng)。Perlmutter 實(shí)現(xiàn)了 64.6 Pflop/s的算力，使這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)在新列表中排名第 5。

來(lái)自日本的“富岳”超級(jí)計(jì)算機(jī)仍然高居榜首，并且遙遙領(lǐng)先。

富岳由日本理化研究所和富士通聯(lián)合研發(fā)，在HPL標(biāo)準(zhǔn)下算力為442Pflop/s，這樣的性能表現(xiàn)超過(guò)了排名第二的美國(guó)頂點(diǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的3倍。

這套系統(tǒng)基于富士通定制的ARM A64FX處理器，另外，在人工智能領(lǐng)域經(jīng)常使用的降精度計(jì)算中，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的峰值性能超過(guò)了每秒鐘1exaflop，也就是每秒百萬(wàn)億億次浮點(diǎn)運(yùn)算。

富岳是世界上第一臺(tái)算力達(dá)到exaflop級(jí)別的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

盡管前十名榜單變化不大，但是從整體排名來(lái)看，還是能發(fā)現(xiàn)一些重要的趨勢(shì)。

首先就是采用AMD處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)顯著增加，比如剛?cè)脒xTOP10榜單的Perlmutter就是在用的AMD EPYC 7763處理器，排在第6的Selene也采用了AMD EPYC 7742.

另外一個(gè)現(xiàn)象是在TOP500榜單中，盡管其中中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)的絕對(duì)數(shù)量還是遙遙領(lǐng)先，但是由上一次的212變?yōu)楝F(xiàn)在186臺(tái)，相應(yīng)的，美國(guó)則由上一次的113臺(tái)增至如今的123臺(tái)。尚不清楚是否是由于芯片供應(yīng)問(wèn)題導(dǎo)致的負(fù)面效應(yīng)。

在綜合性能指標(biāo)上，來(lái)自美國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)仍然處于領(lǐng)先，目前總算力達(dá)到了856.8Pflop/s，而中國(guó)則為445.3Pflop/s。

從制造商維度來(lái)看，中國(guó)聯(lián)想目前是世界最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)制造商，在TOP500中占據(jù)了35.8%的份額，而浪潮則緊隨其后。

而在性能表現(xiàn)上，富士通由于打造了富岳這臺(tái)怪物，所以在總算力上超過(guò)了聯(lián)想排在第一。

全球TOP10超級(jí)計(jì)算機(jī)排名

富岳

「富岳」超算系統(tǒng)擁有158,976個(gè)節(jié)點(diǎn)，4.85 PB總內(nèi)存，163 PB/s 內(nèi)存帶寬，15.9 PB NVMe L1存儲(chǔ)。

與那些使用X86+顯卡的超算不同，「富岳」使用的是基于ARM架構(gòu)的A64FX處理器。

A64FX擁有48個(gè)計(jì)算內(nèi)核，以及提供給操作系統(tǒng)使用的2或4個(gè)輔助內(nèi)核。

其采用全新的內(nèi)核設(shè)計(jì)，ARM V8架構(gòu)、64位生態(tài)系統(tǒng)、Tofu-D互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和PCIe Gen3 ×16。

同時(shí)還封裝有HBM2內(nèi)存，理論峰值內(nèi)存帶寬可達(dá)163 PB/s。

Tofu-D是什么？

Tofu是指「torus fusion」——「環(huán)形融合」，代表設(shè)計(jì)的尺寸組合與獨(dú)立配置和路由算法。D是指高「密度」節(jié)點(diǎn)和「動(dòng)態(tài)」數(shù)據(jù)包切片的「雙軌 」傳輸。

這個(gè)難道真的不是日語(yǔ)的「豆腐」的諧音梗么。

雖然處理器沒(méi)有 GPU 加速器，但它具有SVE 512 位× 2向量擴(kuò)展，可以在整數(shù)1、2、4 和8字節(jié)以及浮點(diǎn)16、32 和 64 位級(jí)別上運(yùn)行。

中國(guó)的超算

高性能計(jì)算主用在理論、實(shí)驗(yàn)難以解決的科學(xué)問(wèn)題；大型、復(fù)雜、甚至不可重復(fù)和危險(xiǎn)的工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)等。

早在2015年美國(guó)就開(kāi)始對(duì)中國(guó)施行超算芯片禁售，從產(chǎn)業(yè)鏈條和技術(shù)層面進(jìn)行遏制。

不過(guò)，我國(guó)目前正在進(jìn)行超算生態(tài)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。

「天河一號(hào)」和「天河二號(hào)」已經(jīng)開(kāi)始試用自主研制的飛騰CPU，而「神威·太湖之光」更是搭載了40960個(gè)我國(guó)自主研發(fā)的「申威26010」眾核處理器。

然而，目前更多的超算仍使用英特爾芯片。

好消息是，神威E級(jí)原型機(jī)的處理器、網(wǎng)絡(luò)芯片組、存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)等核心器件全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

「天河三號(hào)」E級(jí)原型機(jī)則采用自主的飛騰處理器、天河高速互聯(lián)通信和麒麟操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了芯片的全國(guó)產(chǎn)化，告別了前代的英特爾芯片。

神威•太湖之光

2016-2017年排名第一

研制廠商：國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心

部署單位：國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心

測(cè)試性能：93.015 PFLOPS

系統(tǒng)峰值：125.436 PFLOPS

主要參數(shù)：

40960 個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)

40960 顆 申威 26010 260C 1.45GHz CPU

1.31PB 內(nèi)存

230TB 儲(chǔ)存

天河二號(hào)

2013-2015年排名世界第一

研制廠商：國(guó)防科技大學(xué)

部署單位：廣州超級(jí)計(jì)算中心

測(cè)試性能：61.45 PFLOPS

系統(tǒng)峰值：100.68 PFLOPS

主要參數(shù)：

17792 個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)

35584 顆 Intel Xeon E5 - 2692 2.2GHz 12 核心 CPU

35584 顆 MATrix2000(1.2GHZ，2.46TFlops/ 顆）

5696 顆 Xeon Phi 31S1P 加速協(xié)處理器

3PB 內(nèi)存