全面解析超算TOP500列表，美國5大DOE系統冠領榜單

TOP500第52屆排行榜在2018年11月發布，5個美國能源部(DOE)超級計算機系統排到前10的位置，其中排在榜首的前2位是部署在Oak Ridge National Laboratory (ORNL)的Summit和Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)的Sierra。

自2018年6月首次亮相以來，Summit超算系統擴大了其系統的領先優勢，High Performance Linpack (HPL)評分從122.3提高到143.5 Petaflops。Sierra也同樣提升了6個月前的HPL性能基準，從71.6提高至94.6 Petaflops，其Top500排名也從第三位提升到第二位。這兩大超算系統都是IBM的超級計算機，主要採用Power9CPU和NVIDIAV100 GPU提供支持。

關於超算系統基準測試標準，請參看文章「細數超算最新排名和常見Benchmark類型」。

Sierra撼動位於無錫國家超級計算中心的

China』s Sunway TaihuLight 超算系統連續兩年在TOP500榜單蟬聯榜首的位置，本此次屈居第三，其HPL性能為93.0 Petaflops。TaihuLight由China』s National Research Center of Parallel ComputerEngineering and Technology (NRCPC)開發。

位於中國廣州Tianhe-2A (Milky Way-2A)目前排名第四，Linpack得分為61.4 Petaflops。該系統是對原China』s National University of Defense Technology (NUDT)系統的升級，採用了專有的Matrix-2000晶元取代了Intel Xeon Phi 加速器。

排名第五的是PizDaint，一個部署在瑞士盧加諾Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) 的Cray XC50系統。其計算能能力為21.2petaflops，保持其歐洲最強大系統的地位，它採用Intel Xeon 和NVIDIATesla P100 GPU的組合方案。

Trinity是一個由Los Alamos National Laboratory和Sandia National Laboratories運營的CrayXC40系統，通過將其性能提升至20.2petaflops排到Top500的第六位。這是唯一採用IntelXeon Phi處理器進入Top500排名前10的系統。

部署在日本NationalInstitute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)的AI Bridging Cloud Infrastructure (AIST) 系統排名第七，Linpack基準測試為19.9petaflops。 AIST是富士通提供的系統，並且採用IntelXeon Gold處理器和NVIDIATesla V100 GPU。

由聯想提供的SuperMUC-NG系統憑藉超過311,040個Intel Xeon核和HPL性能19.5petaflops佔據了第八位。該系統位於臨近慕尼黑的LeibnizSupercomputing Centre (Leibniz-Rechenzentrum) 。

Titan是部署在美國DOE』s Oak Ridge National Laboratory的CrayXK7超算系統，該系統以前是美國最強大的超級計算機系統，現在已成為排名第九的系統。它使用NVIDIAK20x GPU加速器實現了17.6 Petaflops浮點運算。

Sequoia是IBM的BlueGene/Q超級計算機系統，它部署DOE』s LawrenceLivermore National Laboratory並且於2011年首次交付，以HPL基準17.2petaflops的計算能力在TOP500系統中排名第十。

在TOP500排名中，中國佔據的份額繼續增加，目前擁有227個系統(佔總數的45％)。美國超級計算機數量持續下降，達到109的歷史最低點(佔總數的22％)。但是，美國的系統平均而言功能更強大，系統總體性能為38％，而中國為31％。

日本在系統份額方面排名第三，其中有31個系統，其次是英國，21個，法國18個，德國17個，愛爾蘭12個。其他國家的系統數量不到10個。

排名前十的系統製造商(按系統數量計)是聯想(140)，浪潮(84)，曙光(57)，Cray(49) ，HPE(46)，Bull(22)，富士通(15)，華為(14)，Dell EMC(13)和IBM(12)。

Intel依舊是最大TOP500系統處理器供應商，其CPU佔據95.2％的市場份額。在Top500最新列表中只有三個系統採用AMD CPU。

ARM超級計算機首次進入TOP500名單。這個由HPE製造名為Astra的ARM新系統是部署在Sandia National Laboratories。Astra由125,328個Cavium Thunder X2核驅動，該系統以1.5petaflops的HPL Linpack得分位於Top500名單的205位。

TOP500列表中共有137個系統使用加速器/協處理器，在六個月前，採用加速器/協處理器的系統數為110。到目前為止，NVIDIA仍然是該領域的主要供應商，其中64個系統使用P100GPU，46個使用V100GPU，12個系統使用Kepler GPU（K80，K40和K20x)。

TOP500中最流行的互連技術是乙太網，其中千兆乙太網(252系統)，InfiniBand(135系統)，自定製化互連(64系統)和Intel Omni-Path(43系統)。TOP50整個列表中，總體性能已經從六個月前的1.21 Exaflops增加到1.42 Exaflops。

超算系統另一個重要的榜單排名是Green500，它基於能耗效率對超算系統進行排名。在Green500列表中最節能的系統再次是Shoubu system B，一台安裝在日本RIKEN， Advanced Center for Computing and Communication的ZettaScaler-2.2超級計算機。在以1.06 Petaflops Linpack性能運行期間測量達到了17.6 Gigaflops/watt能效。它在TOP500排行榜的排第376位。

Green500排名第二個的是DGX SaturnV Volta系統，這是一個安裝在美國的NVIDIA系統。它能效達到了15.1 Gigaflops/watt，位於TOP500排行榜的第375位。

排名第三的是Oak Ridge National Laboratory的Summit系統。它達到了14.7 Gigaflops/watt，在TOP500中排名第一。

第四位是部署在National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) 的AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI)系統。它達到了14.4 Gigaflops /watt，在TOP500中排名第七。

在Green500排名榜單中，TSUBAME 3.0，Sierra，AIST AI Cloud，Mare NostrumP9 CTE，Sugon』s Advanced Computing System (PreE)和aiwania 2分別在Green500上佔據了五到十的位置。其中，PreE系統由Dhyana CPU提供支持，Dhyana CPU是Hygon許可的AMD EPYC處理器。

如果大家有映象，應該記得我之前在文章中談到Top500創始人意識到Linpack測試基準單看CPU性能的弊端，從而建議採用HPCG (High Performance Conjugate Gradients)測試基準來衡量超算系統性能。再此，有必要談談本次Top500超算系統在HPCG中的排名情況。

本次TOP500榜單中，Linpack排名最高的超級計算機也是HPCG基準測試中表現最佳的超級計算機。排名前兩位的Summit和Sierra，在HPCG基準測試中佔據了前兩位。Summit達到2.93 HPCG-petaflops，Sierra達到了1.80 HPCG-petaflops。

接下來按照HPCG基準從前之後排名依次是如下，Fujitsu』s K computer提供0.60 HPCG-Petaflops位列第三(它在TOP500中排名第18 位)。Trinity獲得了0.55HPCG-petaflops排名第四，第五是計算性能為0.51HPCG-petaflops的ABCI系統(這兩個系統在Top500中排第6 位和第7 位)。PizDaint，Sunway Taihulight，Nurion，Oakforest-PACS和Cori在HPCG基準中依次排名位居前十。

英文：https://www.top500.org/news/china-extends-supercomputer-share-on-top500-list-us-dominates-in-total-performance/

溫馨提示：

求知若渴, 虛心若愚

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！