Top 500超級計算機排名矚目焦點：中國系統(tǒng)和處理器

最近Top 500超級計算機(supercomputer)排名日前發(fā)布，中國的系統(tǒng)和繪圖處理器(GPU)──特別是來自 Nvidia 的 GPU──都成為Top 500超級計算機排名中的矚目焦點。這項最新的排名也展示了中國持續(xù)投資在高性能運算，并致力于擴展混合式 GPU/CPU 系統(tǒng)設(shè)計的努力。

以國家別來看，中國有75套系統(tǒng)名列Top 500超級計算機排名，緊追在排名第一的美國之后；六個月以前，中國躋身該排名的數(shù)量為64套系統(tǒng)。中國同時聲稱擁有全球排名第2及第4強的系統(tǒng)。

美國持續(xù)以263套入榜系統(tǒng)居冠，在上一次排名中，美國的入榜系統(tǒng)數(shù)量是251套。其它領(lǐng)先國家方面，日本有30套系統(tǒng)入榜，英國、法國和德國分別有27、23和20套系統(tǒng)。

“中國已經(jīng)為一線的高性能系統(tǒng)消費者和制造者了，我認為在全球其它地區(qū)都因為經(jīng)濟因素而緊縮預(yù)算時，他們?nèi)詫⒊掷m(xù)支持此方面的發(fā)展，”負責每年2次Top 500超級計算機排名的編輯Erich Strohmaier說。

中國正在“運用其自有的處理器來開發(fā)新系統(tǒng)──這是不可忽視的力量，”協(xié)助完成此一排名的田納西州立大學(xué)計算機科學(xué)系教授Jack Dongarra說。

就GPU而言，Top 500中有39套系統(tǒng)目前使用GPU作為加速器，六個月以前該數(shù)字為17套系統(tǒng)。39個系統(tǒng)中有五分之三使用了Nvidia的芯片，2款使用Cell處理器，另外2款使用AMD Radeon GPU。而在排名前5的系統(tǒng)中，至少有3款使用了CPU和GPU的混合式設(shè)計。

從高階系統(tǒng)到主流PC與智能手機處理器，目前的設(shè)計趨勢都朝著整合GPU和CPU核心的異質(zhì)架構(gòu)方向發(fā)展。GPU能夠更快速地處理平行任務(wù)，但耗用的能源比一般CPU更少，在串行運算方面也具備更優(yōu)良的效能。

NVIDIA可望在超級計算機領(lǐng)域繼續(xù)擴展其勢力，因為該公司是“第一個針對該市場并提供良好軟件基礎(chǔ)及行銷策略的企業(yè)，”Dongarra表示。

日本締造10 petaflops紀錄

自1993年以來，排名前10名的超級計算機名單一直沒有太大變化，但此一情況預(yù)計未來6~12個月之內(nèi)很有可能會被打破。

一年內(nèi)“預(yù)計將有來自美國Argonne國家實驗室、Lawrence Livermore國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的超級計算機擠進該項排名的前列，”Dongarra說。

“目前在美國還有多款10+以上petaflops系統(tǒng)的研發(fā)計劃正在進行中，觀察下一次排名揭曉時，有哪些系統(tǒng)會打入排名，它們是何種等級的系統(tǒng)，將會非常有趣，”負責編輯Top 500名單，同時也是Lawrence Berkeley National Laboratory研究員的Strohmaier說。

盡管該項排名并未更動，但排名第一的系統(tǒng)──日本的K Computer，在使用Linpack基準測試時，其性能從8.16躍升至10.51 petaflops。該系統(tǒng)目前使用Fujitsu 705,024個核心的超大型 SPARC64 處理器，且并未使用任何 GPU 或其它加速器。

下一個緊追在后的系統(tǒng)是中國的Tianhe-1A ，性能為2.57 petaflops。而排名第三的是美國目前安裝在橡樹嶺國家實驗室的 Jaguar ，其性能為1.75 petaflops。

Top 500系統(tǒng)平均使用的核心數(shù)量為18,383個，六個月前的調(diào)查為15,520個；而1年前的排名調(diào)查則為13,071個。目前有62%的系統(tǒng)使用具備6個或更多核心的處理器。

英特爾處理器被Top 500中的384套系統(tǒng)采用(76.8%)，六個月前的評比中，有386套系統(tǒng)采用，采用率77.2%。AMD此次評比的采用率為63套系統(tǒng)(12.6%)，上次評比為66套系統(tǒng)。

IBM的Power處理器則獲49套系統(tǒng)采用(9.8%)，上次評比為45套系統(tǒng)。

另外，此次排名中，IBM以223套系統(tǒng)(44.6%)居冠，惠普(HP)制造的系統(tǒng)為140套(28%)。其后的排名依序是Cray(5.4%)、SGI(3.3%)、Bull(3%)和Appro(2.6%)。

在功耗方面，排名中有29套系統(tǒng)功耗超過1MW。K Computer耗用功率為12.66MW，但由于該系統(tǒng)的性能，它仍以830 Mflops/watt的功耗表現(xiàn)成為此次排名中最具功效的系統(tǒng)。而目前能效最高的系統(tǒng)是IBM的BlueGene/Q，功耗為2,029 Mflops/watt。

Gigabit以太網(wǎng)絡(luò)仍然是Top 500叢集系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的互連技術(shù)。然而，Infiniband也己獲其中的213套系統(tǒng)采用，較上次評比的208套系統(tǒng)略有提升；而Gbit以太網(wǎng)絡(luò)的采用數(shù)量則從上次的230套系統(tǒng)稍微下降到223套系統(tǒng)。

不過，與采用Gigabit以太網(wǎng)絡(luò)的14.2 petaflops性能相比，采用Infiniband的系統(tǒng)幾乎為2倍，可達28.7 petaflops。

編譯： Joy Teng