最新全球超算TOP500公布：富岳再次卫冕，中美排名变化微妙

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日前，在德国法兰克福举行的国际超级计算大会上，世界TOP 500组织超级计算机排名基于最新超算性能公布了第 57 期 Top10名单。从榜单来看，自 2020 年 11 月以来就几乎没有变化，日本超级计算机“富岳”（Fugaku） 则第三次成功地守住了榜首位置。
根据 TOP500 榜单，这个名单上唯一的新入者是来自美国新能源部劳伦斯伯克利国家实验室的Perlmutter，排名第五。该机器基于 HPE Cray “Shasta” 平台，是一个使用英伟达（Nvidia） A100 40GB GPU加速和AMD Milan CPU节点的异构系统。Perlmutter 成功实现了峰值性能89.8 PFLOP /s ，持续性能64.6 PFLOP /s，但与上面的四台机器相比，它的功耗只有2528KW。

                               
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富岳高处不胜寒

富岳是由日本理化研究所（Riken）和富士通联合开发的日本产超级计算机K计算机的后续产品，其峰值性能依然是537 PFLOP /s， HPL 基准得分为 442 PFLOP /s，是排在第 2 位的 IBM Summit 的 3 倍多。富岳的系统基于富士通定制的，与那些使用x86、x64平台加显卡的超算不同，富岳采用了基于ARM架构的48核心A64FX处理器。另外，在人工智能领域经常使用的降精度计算中，这台计算机的峰值性能超过了每秒钟1exaflop，也就是每秒百万亿亿次浮点运算，它也是世界上第一台算力达到exaflop级别的超级计算机。

                               
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A64FX拥有48个计算内核，以及提供给操作系统使用的2或4个辅助内核。其采用全新的内核设计，ARM V8架构、64位生态系统、Tofu-D互联网络和PCIe Gen3 ×16。同时还封装有HBM2内存，理论峰值内存带宽可达163 PB/s。

                               
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技术和社会预测网站 Future Timeline 指出，我们有望在 2021 年看到超大规模计算机登场。当然，由于富岳是唯一达到 442 PFLOP/s 的超算，现阶段没有其他设备能够达到这个目标。下一期 TOP500 榜单将于 11 月公布，因此仍有时间让新的超级计算机出现，帮助实现这一目标。


按国家、算力、厂商区分


在TOP500的榜单中，中国超级计算机的数量虽然由上一次的212下降至186台，美国则由上一次的113台增至如今的123台，尚不清楚是否是由于芯片供应问题导致的负面效应。国内最强的超算还是神威·太湖之光，性能也没有变化，排名落到了第四。

                               
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在综合性能指标上，来自美国的超级计算机仍然处于领先，目前总算力达到了856.8 PFLOP /s，而中国则为445.3 PFLOP /s。

                               
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从制造商维度来看，中国联想目前是世界最大的超级计算机制造商，在TOP500中占据了35.8%的份额，而浪潮则紧随其后。

                               
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而在性能表现上，富士通由于打造了富岳这台怪物，所以在总算力上超过了联想排在第一。

                               
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AMD和英伟达是最大赢家

TOP500指出，虽然这次的榜单没有什么变化，但一个趋势是AMD的处理器似乎被更多地使用了，比如刚入选TOP10榜单的Perlmutter就是在用的AMD EPYC 7763处理器，排在第6的Selene也采用了AMD EPYC 7742。
相关阅读：《全球超算Top10排行榜中，AMD霄龙占芯片的30%》
另一个值得注意的事实是，此次榜单中有342套系统采用了英伟达技术提供加速，对比去年的333套提升2%，榜单上使用InfiniBand的系统数量也比去年增加了20%。包括名单上更新的两个新系统“超级云”， Microsoft Azure和剑桥大学的新系统Wilkes-3也选择英伟达提供支持，他们能够同时满足AI、高性能计算（HPC）和云端需求。
新型冠状病毒影响了整个世界，甚至推迟了很多超级计算机的研发工作，这也解释了名单上缺少新的百亿亿次级别超大规模计算机的原因。中国有三台百亿亿次超算，原本的进度是2020年底，不过由于疫情原因，推迟到了2021年底，希望在今年年底前11月的排名中，我们能看到更详细的信息。
TOP500组织根据全球已安装的超级计算机系统发布排名，始于1993年，由美国与德国超算专家联合编制，以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年6月和11月发布两次，其目的是促进国际超级计算机领域的交流和合作，促进超级计算机的推广应用。

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这个名单上唯一的新入者是来自美国新能源部劳伦斯伯克利国家实验室的Perlmutter

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