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顶级赛场中的列强争霸——以可视化数据解读超算TOP500榜单

每年6月和11月,TOP500榜单的发布是IT圈里固定的大事件。在这个国家实力和IT技术的角力场上 ,一家又一家公司、一台又一台超算不断刷新着人类技术和工程能力的巅峰。6月17日,2019年上半年TOP500榜单在德国举办的国际超算大会ISC上发布。

超算TOP3风采

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IBM Summit

站在榜单顶点的仍旧是由IBM建造的Summit,Linpack峰值性能达到148.6PFlop/s,整机功率10MW,操作系统为红帽企业版,能效比为14.719GFlop/w,是整个TOP500榜单中第二高的存在(能效排名第一是日本超算Shoubu System B,能效17.604GFlop/w)。Summit拥有4608个IBM AC922节点,每节点搭载两颗IBM POWER9 22核心处理器、3.07GHz,每节点系统内存512GB,每节点存储1.6TB;同时,每个节点还拥有6块NVIDIA Tesla V100加速卡;单节点算力42TFlop/s。Summit的CPU-GPU通讯采用NVLink总线,而节点之间的通讯则使用100G Infiniband。Summit的CPU和GPU核心均采用水冷散热,整个散热系统每分钟流量超过15000升。Summit坐落于田纳西州橡树岭国家实验室,隶属于美国能源部科学部门。

IBM Sierra

排名第二的是来自IBM的Sierra,可以看成是Summit的姊妹系统,Linpack性能94.64 PFlop/s,整机功率7.438MW,操作系统同为红帽企业版,能效比为12.723GFlop/s,亦是超算排行榜中名列前茅的能效先锋。Sierra拥有4320个IBM S922LC OpenPOWER节点,采用主频为3.1GHz的22核心POWER9处理器,每节点搭载4块NVIDIA Tesla V100 GPU。内部CPU-GPU通讯仍旧采用NVLink总线,而节点间通讯则采用EDR Infiniband。Sierra隶属于美国能源部国家核安全管理局的劳伦斯利弗莫尔国家实验室,主力研究方向是弹道导弹及核爆模拟。

江南计算所神威·太湖之光

排名第三的则是来自中国、由江南计算所研制的神威·太湖之光,Linpack性能93TFlop/s,总功率15.37MW,能效为6.051GFlop/W。与前两名的集群架构不同,神威·太湖之光采用了MPP架构,CPU为自研的260核众合架构申威SW26010处理器,RISC架构,指令集是脱胎于Alpha 64的自研指令集,运行频率1.45GHz,没有采用GPU或其他协处理器。神威·太湖之光坐落于国家超算中芯无锡中心,隶属于中国国家并行计算机工程技术研究中心。

细读TOP500榜单

每次TOP500都会发布详尽的榜单,包含系统名称、性能、配置、隶属机构、用途、国家等众多信息。不过为了更好的从榜单中看清趋势,我们还是需要将各类数据进行可视化处理。

TOP500年度(年中)平均算力演化

从2010年一路走来,TOP500榜单中的超算平均算力已经从当年的65TFlop/s逐渐增长为目前的3120TFlop/s,10年增长48倍。不过2019年属于超算算力进步的小年,平均算力较上年增长只有28.8%。在2011、2012、2013、2016、2018这种超算大年中,平均算力增长都会超过50%(2012年最夸张,平均算力较上年增长超过100%)。不过即便如此,今年榜单仍旧淘汰了去年的252台超算。也就是说,去年同期能够排到248名的1026TFlop/s曙光Pvideo-A超算,今年只能排在垫底的499名。

TOP100年度(年中)平均算力演化

再看更高端的TOP100,今年平均算力增长幅度为22%,但平均算力已经达到了9833TFlop/s,预计下半年的榜单可以轻松突破10000TFlop/s。

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