HPC TOP100榜單外商全部出局堪稱里程碑 見證中國超算成長

日前，第14屆全國高性能計算學術年會（HPC China 2018）順利召開。本次會議上發布了2018 HPC TOP100榜單，神威太湖之光和天河2A超算位居前兩位，另外神威、天河、曙光三台E級原型機雖然性能稍遜一籌，但很多性能指標也非常耀眼。更令人期待的是，中國E級超算將於2020年問世。

什麼是HPC TOP100

HPC TOP100是中國高性能計算機性能排行榜的簡稱，是指依據Linpack測試性能進行排序的中國最快的100台計算機系統的榜單列表。

2001年，為促進我國高性能計算事業的發展，推動國產高性能計算機的應用與產業化進程，中國軟體行業協會數學軟體分會在時任理事長孫家昶研究員倡議下發起中國高性能計算機性能排行榜工作，並於2002年發布首次TOP50榜單。

經過十餘年發展，TOP50榜單變成了TOP100。HPC TOP100榜單為峰值性能測試，也就是超級計算機能跑到的最高性能。目前，HPC TOP100排行榜得到了國內高性能計算機研製單位、系統廠商、應用單位以及高性能計算相關科研機構的充分肯定和認可，在國內外有著廣泛而深遠的影響力，成為衡量中國高性能計算機系統及應用發展的重要參考依據。

HPC TOP100見證了中國高性能計算的成長

超級計算機或高性能計算機是計算機科學皇冠上最耀眼的明珠，TOP100榜單的變遷則很好的體現出我國高性能計算事業的發展變遷。

2002年，由聯想公司研製的深騰1800超級計算機以1.027TFLOPS的測試性能在首次榜單中排名第一。

2003年，聯想深騰6800系統以4.148TFLOPS的測試位列排行榜性能第一名。

2004年，曙光4000A系統以8.061TFLOPS的測試性能位列HPC TOP100榜單首位。

（曙光4000A）

2005年，部署於國家氣象局IBM的eServer p655系統以10.310TFLOPS的測試性能排名第一。雖然在榜單頭名的爭奪上輸給了國外公司，但在入榜的總量上，聯想、曙光等國內廠商以51比49的微弱優勢首次超過IBM、HP等國外廠商。

2006年，HPC TOP100的冠軍依舊被國外廠商佔據。而且在入榜廠商排名上，HP也以44台的數量佔據第一，曙光公司以25台位列第二。

2007年，部署於勝利油田的IBM刀片集群以18.6TFLOPS性能居榜首，HP公司則繼續蟬聯TOP100數量份額第一名。

2008年，曙光公司研製的"魔方"超級計算機以180.6TFLOPS次性能首次上榜並排名第一。

2009年，由國防科大研製的天河一號超級計算機作為我國首台千萬億次峰值系統位居榜首。

2010年，天河一號在升級之後不僅位列TOP100第一名，還成為TOP500的冠軍，成為中國HPC發展史上最重要的標誌性事件。在之後的數年中，天河和神威系列超算將交替蟬聯TOP500第一名。

2011年，天河一號A蟬聯冠軍，而神威藍光超級計算機首次登上了TOP100排行榜併名列第二。雖然神威藍光超算的絕對性能並不卓越，但由於神威藍光超算採用全自主國產處理器，並具有很高的性能功耗比，其意義不亞於天河一號A超算首次奪得世界第一。必須指出的是，神威藍光超算的研發為神威太湖之光超算的問世奠定了基礎。

2012年，天河一號A繼續蟬聯冠軍。

2013年，由國防科大研製的天河二號超級計算機位居榜首。在入榜份額上，曙光公司、IBM公司各以35套系統並列數量份額第一。

2014年，天河二號超級計算機繼續蟬聯冠軍，聯想（加上收購IBM部分業務之後的市場份額）、曙光各以32套系統並列製造商數量份額第一。

（天河二號）

2015年，天河二號超級計算機依舊是冠軍。聯想和曙光各以34套系統並列數量份額第一。

2016年，神威太湖之光超級計算機位居榜首。聯想和曙光公司再以34套系統並列數量份額第一。

2017年，神威太湖之光依舊佔據榜首。不過TOP100榜單卻羅列了124台機器，浪潮實現了驚天逆襲，聯想和曙光各以32套系統位居其後。

2018年，神威太湖之光還是佔據榜首。曙光和聯想均以入圍榜40台的成績為例數量份額第一，入圍套數也刷新了自身歷史記錄。

從十多年的榜單變遷中可以看出，中國超級計算機和高性能計算機是怎樣一步一步成長起來的。HPC TOP100不僅記錄了中國高性能計算事業的發展變遷，還折射出我國科技和經濟的長足進步和日趨強大。

TOP100榜單透露出哪些信息

一是TOP100排名靠前幾位中採用國產晶元的超算比例增大。

TOP100排名第一的是神威太湖之光，該超算採用自主研發的SW26010眾核晶元。TOP100排名第二的是天河2A，該超算採用了35184片矩陣2000做加速器，當然天河2A也保留了部分的英特爾處理器。TOP100排名第三的是天河一號。排名第四的是神威E級機原型機，採用SW26010PLUS。排名第五的是中國氣象局的一台機器，由曙光公司研發。

隨著天河2號完成升級，以及幾台E級原型機的問世，TOP100排名的前幾位中，採用國產晶元的超算比例越來越高。

二是E級原型機非常亮眼。

神威E級超算計劃安裝在國家超算濟南中心，神威E級超算原型機的峰值是3.13 PFLOPS，Linpack是2.55千萬億次，Linpack測試在幾台原型機中位列第一。最引入注目的是神威E級超算原型機的整機效率和性能功耗比，神威E級超算原型機的整機效率高達81%，作為對比美國頂點超算的效率大約在60%至70%之間。就性能功耗比而言，神威E級超算原型機相對於神威太湖之光超算的提升在50%以上。

天河E級原型機峰值是3.14 PFLOPS，Linpack是2.46千萬億次，整機效率為78.5%，整機效率相對於天河2A的61%有明顯提升。天河E級原型機在峰值上比神威E級原型機略高，但在Linpack和效率上，略遜色於神威E級超算原型機。

曙光E級原型機峰值是3.19PFLOPS，這項指標在3台原型機中位列第一。總的來說，三台E級原型機的數據都非常亮眼。

三是傳統超算有所增加。

相較於去年互聯網HPC大量入圍，今年TOP100又回歸到傳統HPC，這從側面說明了專家們對傳統HPC領域的重視。就應用領域來說，雖然互聯網、大數據、人工智慧仍然是應用的最大領域，大數據和人工智慧佔了27%，互聯網和雲計算佔到20%，傳統超算（政府電信、能源、超算中心、工業製造、科學計算）入榜49台，佔比近半，其中科學計算有所回升，達到17%，超算中心也佔到了13.4%。傳統超算領域，曙光在該領域裡份額近半，廠商佔比第一。

四是少數幾台超算一枝獨秀。

雖然神威太湖之光和天河2A都是100P級的超算，但TOP100上大部分中國超算性能都在2P以下，從1P到1.5P的機器佔到了一半49台，1.5P到2P的系統佔到了41台。本次入榜機器的平均性能，均已達到PFlops.

因此，中國TOP100的平均性能其實是被神威太湖之光和天河2A等少數幾台超算拉起來的。

結語

TOP100榜單見證了中國超算的發展，展現出中國超算最新技術成果和科研實力。18年實現了首次入圍TOP100廠商全部為國產廠商，也彰顯了中國HPC發展成績。這讓人不禁期待11月美國SC TOP500的中國超算成績。

另外，在本次會議上，濟南超算中心主任張雲泉披露，中國E級超算將於2020年出現。我們由衷的期待中國E級超算時代的到來。

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