全球超算TOP500新榜单：日本蝉联第一、中国屈居第四

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top500官方公布了第56期榜单，日本的fugaku超算巩固了在榜单中第一的地位，也反映出榜单上性能增长曲线趋于平缓。虽然有两个新系统成功进入前十名，但整个榜单录得的新入榜数量是自1993年该项目开始以来最少的。

在高性能linpack（hpl）基准里，榜单的入围门槛上升至1.32 petaflops，与2020年6月排名中记录的1.23  petaflops相比有小幅增长。

top500的总性能也从6月的2.22 exaflops增长到最新榜单上的2.43  exaflops。但每个系统的平均性能几乎没有任何增长，从6个月前的145,363个核心增长到当前榜单中的145,465个核心。

不过前十名中也有一些显著的进展，包括两个新系统，以及排名第一的fugaku超级计算机创下的新高。

得益于这段时间内添加的新硬件，fugaku将其hpl性能增长到442 petaflops，与该系统在2020年6月首次亮相时的416  petaflops相比，有小幅增长。

更重要的是，fugaku将其混合精度hpc-ai基准上的性能提高到2.0 exaflops，优于其六个月前1.4 exaflops的记录。这代表着在任何类型的硬件上，对任何精度的基准测量值首次超过1 exaflops。

top500前十名：

1、fugaku，由富士通建造，安装在日本神户的riken计算科学中心（r-ccs）。拥有442 petaflops的新世界纪录。这使其领先榜单中排名第二的系统三倍。

2、summit，是ibm在田纳西州橡树岭国家实验室(ornl)建造的系统，以148.8  petaflops的性能保持着美国最快的系统。拥有4356个节点，每个节点都容纳了两个22核power9 cpu和6个nvidia tesla v100 gpu。

3、位于加利福尼亚州劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的系统sierra，以94.6  petaflops的hpl排名第三。其架构与summit非常相似，其4320个节点中的每个节点都配备了两颗power9 cpu和四颗nvidia tesla v100 gpu。

4、由中国国家并行计算机工程与技术研究中心（nrcpc）开发并安装在无锡国家超级计算中心的神威太湖之光位列第四，它完全采用了sunway sw26010处理器，在hpl上实现了93 petaflops。

5、selene，它是nvidia公司内部安装的nvidia dgx a100 superpod。在6月份的时候是第七名，但现在规模已经翻了一番，使得它的排名上升了两位。该系统基于amd epyc处理器，采用英伟达新的a100 gpu进行加速。由于升级，selene在hpl上实现了63.4 petaflops。

6、天河-2a(milky way-2a)，由中国国防科技大学开发的系统，部署在广州的国家超级计算机中心，排名第六。它采用英特尔xeon cpu和nudt的matrix-2000 dsp加速器，在hpl上达到61.4 petaflops。

7、新上榜的juwels booster module，位列榜单第七。阿托斯制造的bullsequana机器最近安装在德国forschungszentrum jülich（fzj）。它是模块化系统架构的一部分，第二款基于xeon的juwels模块单独列在top500的第44位。这些模块通过使用partec modulo集群软件套件进行集成。增压模块使用amd epyc处理器与nvidia a100 gpu进行加速，与排名第5的selene系统类似。juwels booster module单独运行时能够达到44.1 hpl petaflops，这使其成为欧洲最强大的系统。

8、意大利eni s.p.a.公司安装的戴尔poweredge系统hpc5排名第八，使用了英特尔xeon gold cpu和nvidia tesla v100 gpu，性能达到35.5 petaflops。在榜单上用于商业用途的系统里，以这台性能最为强大。

9、安装在德克萨斯大学德克萨斯高级计算中心的戴尔c6420系统frontera现在列在第九位，它使用其448,448个英特尔platinum xeon核心，实现了23.5 petaflops。

10、排名第十的dammam-7安装在沙特阿拉伯的沙特阿美公司，是目前前十名中的第二台商用超级计算机，也是前十里第二台新上榜的机器。hpe cray cs-storm系统采用英特尔xeon gold cpu和nvidia tesla v100 gpu。它在hpl基准上达到了22.4 petaflops。

green500的情况：

1、最节能的系统是美国nvidia新推出的dgx superpod。它在2.4 hpl性能运行期间取得了26.2 gigaflops/watt的能效，功耗为38mw（忽略扩展所需的额外硬件），位列top500的第172位。

2、虽然上届green500冠军mn-3的得分从21.1提高到了26.0 gigaflops/watt，但却滑落到了第二名的位置。该系统采用mn-core芯片，这是一款针对矩阵运算进行优化的加速器。它在top500中排名第332位。

3、安装在德国forschungszentrum jülich（fzj），它实现了25.0 gigaflops/watt，在top500中排名第七。

4、阿托斯制造的另一台机器spartan-2。它在hpl上实现了24.3 gigaflops/watt，在top500榜单中排名第148位。

5、selene，效率为24.0 gigaflops/watt。它也占据了top500榜单的第五位。

6、除mn-3系统外，其余排名前五的green500系统均采用了全新的nvidia a100 gpu作为加速器，同时这四款系统均采用amd epyc作为主cpu。

7、在green500排名前40的系统中，有37个系统利用了加速卡，2个系统使用了a64fx矢量处理器，1个系统（神威太湖之光）是申威多核处理器。

top500其他一些数据：

1、共有149个系统使用加速卡/协从处理器技术，比6个月前的146个有所增加，其中140个采用了nvidia芯片。

2、intel继续在top500的处理器份额中占据主导地位，超过90%的系统配备了xeon或xeon phi芯片。尽管最近高性能计算领域的替代处理器架构兴起，但amd处理器(包括中国海光的芯片)在目前的榜单中仅占21个系统，还有10个基于power架构的系统和5个基于arm架构的系统。不过，采用基于amd处理器的系统数量比半年前增加了一倍。

3、系统互连的分类基本没有变化，大约一半的系统（254个）使用以太网，大约三分之一的系统（182个）使用infiniband，大约十分之一的系统（47个）使用omnipath，一个系统使用myrinet；其余的系统使用定制互连（38个）和专有网络（6个）。在总容量方面，infiniband连接的系统仍然占主导地位，其性能超过1个exaflops。由于fugaku使用专有的tofo d互连，6个专有网络系统的总性能（472.9 petaflops）几乎与254个基于以太网的系统（477.7 petaflops）相当。  

4、中国以212台机器上榜，继续在系统占有率上领先，轻松击败美国的113台，和日本的34台。尽管系统数量较少，美国仍以668.7 petaflops的总性能领先于中国的564.0 petaflops。得益于排名第一的fugaku系统，日本593.7 petaflops的总性能超过了中国。

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