新一期超算排名公布，AMD和英偉達霸榜

在剛舉辦的SC21超算大會上，TOP500公布了新一期的超級計算機排名。不過在前十這個范疇內(nèi)，與今年6月發(fā)布的57期榜單相比，僅僅只有末位發(fā)生了變化。而且各大超算已經(jīng)提交的HPL測試結(jié)果中，依然沒有一臺達到百億億（Exaflops）級。

AMD和英偉達霸榜

雖然TOP10變化不大，但10到15名可以說是換了一波血，接連4臺新超算霸占了這個區(qū)間。新奪下第10的Voyager-EUS2是微軟為其云服務(wù)Azure打造的超算系統(tǒng)， Voyager-EUS2基于AMD的48核EPYC 7V12處理器，主頻達到2.45GHz，配以英偉達的80GB顯存的A100 GPU和Mellanox的HDR Infiniband互聯(lián)技術(shù)，最高性能達到了30.05Pflops，成功將原第十名Frontera刷下。三星打造的超算SSC-21位列第十一名，美國阿貢國家實驗室的新超算Polaris拿下第十二名，法國原子能和替代能源委員會的超算CEA-HF稍遜于Frontera，位列第十四名。

全球超算排名前十 / TOP500

不過Frontera的“落榜”并不在意料之外，好歹這臺超算也在前十待了三年時間，靠的僅僅是英特爾的Xeon Plantinum 8280處理器。要知道當(dāng)下前十中仍在用英特爾處理器的系統(tǒng)，只剩下霸榜多年的天河2號和HPC5了。而新上榜的這四臺超算紛紛采用了AMD EPYC處理器+英偉達A100+Mellanox Infiniband的“三位一體”配置。足見在超算領(lǐng)域，英特爾的老本基本已經(jīng)快吃完了，未來英特爾Sapphire Rapids架構(gòu)的處理器進入超算布局規(guī)劃后，榜單上也許又會是另一幅光景。

A100 GPU / 英偉達

在加速器或協(xié)處理器的配置上，除了排名靠后的機器仍在采用英偉達的Tesla V100外，絕大多數(shù)新超算都換上了HPC中大熱的英偉達A100 GPU。盡管一眾初創(chuàng)AI企業(yè)都開始拿自己的加速器與英偉達的A100做對比，但單從超算這一個領(lǐng)域來看，英偉達的霸主定位依然不可撼動。

明年才能得見E級

日本的富岳超級計算機仍以絕對的優(yōu)勢牢牢占據(jù)超算排行榜首位，這臺安裝在神戶市理研計算科學(xué)中心的機器，自去年6月登頂之后就再沒有被撼動。富岳的HPL得分為442 Pflops，超過了第二名Summit近三倍。與前十中使用AMD或Nvidia HPC產(chǎn)品的超算不同，富岳由理研計算科學(xué)中心和富士通聯(lián)合打造，采用了富士通定制的ARM A64FX處理器，并利用富士通的Tofu D互聯(lián)技術(shù)來完成節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸。

盡管在HPL的FP64得分中并沒有達到百億億級，但在機器學(xué)習(xí)和AI應(yīng)用中進行單精度或是更低精度的運算時，富岳是可以達到1Exaflops以上的性能的，所以富岳也常被算作首個百億億級別的超級計算機?？紤]到好幾臺E級的超算系統(tǒng)都在今年年末和明年交付，比如美國橡樹嶺國家實驗室即將推出的Frontier超算，預(yù)計在明年的榜單中我們就能看到數(shù)臺百億億級系統(tǒng)亮相了。

中國默默拿了個第一？

值得一提的是，根據(jù)某調(diào)研機構(gòu)給出的數(shù)據(jù)，中國已有兩臺超算系統(tǒng)可在HPL中跑出1Exaflops以上的性能，但并沒有將結(jié)果提交給TOP500。其中一臺是目前排名第四的神威太湖之光的繼任者，神威Pro海洋之光（Sunway Pro Ocean Light）。這臺系統(tǒng)已經(jīng)在2021年三月建造完成，CPU也全面升級，從260核的申威26010處理器替換為申威第四代眾核CPU，390核的申威39010。整套系統(tǒng)預(yù)計有96個機柜，每個機柜中有1024個申威39010 CPU，總核心數(shù)達到3800萬以上，是上一代的3倍以上。海洋之光超算的最高算力為1.05EFlops，峰值算力達到1.3EFlops。

神威太湖之光 / 國家超級計算無錫中心

同樣突破百億億級的還有天河3號超算，這臺機器采用了飛騰Arm處理器+Matrix加速器的架構(gòu)，預(yù)計最高算力可以達到1.3EFlops，峰值算力高達1.7EFlops。據(jù)悉天河3號已在10月底完全交付，但仍有性能擴展的空間，而且與海洋之光相比，對外使用要更為開放。

除了這兩個分別位于青島和天津的超算外，深圳也在建設(shè)國家超算深圳中心二期。將在2022年落戶深圳的這臺超算或采用中科曙光的海光處理器，但據(jù)透露也很有可能轉(zhuǎn)為AMD Zen 4核心的處理器，最高算力預(yù)計超過2EFlops。

沒有提交結(jié)果其實是相當(dāng)合理的做法，這種國家級的超級計算機往往不愿意先一步展現(xiàn)競爭優(yōu)勢，何況Frontier已經(jīng)預(yù)先給出了1.5EFlops的性能目標(biāo)，搶E級首發(fā)或許能博眼球，但像富岳這樣穩(wěn)坐首位一年，或是像天河2號般蟬聯(lián)第一數(shù)年才是真正的實力體現(xiàn)。

據(jù)悉，神威海洋之光是在3月份進行了這次Linkpack跑分，實現(xiàn)了全球首個E級的結(jié)果。而轉(zhuǎn)眼到了4月份，美國就把飛騰和申威列入了實體清單，其他超算中心和國家實驗室也仍在清單內(nèi)，進一步影響了交付。結(jié)合神威海洋之光很可能用于海洋科學(xué)與軍事方面的研發(fā)，不難得出結(jié)論，盡管超算人才技術(shù)之間的交流暢通無阻，但這些先進技術(shù)領(lǐng)域一旦有了新動向，某些國家絕對會毫不留情地使絆子。

結(jié)語

從排名前500的超算總數(shù)來看的話，中國和美國毫不意外地保持著兩大超算巨頭的地位，兩國超算總數(shù)占據(jù)了前500的2/3，而歐洲在多項HPC計劃的支持下，已經(jīng)開始奮起直追。但在當(dāng)前的貿(mào)易形勢下，中國的超算呈現(xiàn)被進一步壓制的趨勢。新一期TOP500中，美國超算的數(shù)量從123臺增加至150臺，而中國超算數(shù)量從186臺降低至173臺。

無論是過去禁止英特爾Xeon Phi處理器，還是實體清單的陸續(xù)打壓，都對國內(nèi)超算的發(fā)展和突破造成了影響。神威太湖之光以國產(chǎn)自研處理器和互聯(lián)技術(shù)突破了封鎖，如今美國又把矛頭伸向了生產(chǎn)制造和EDA工具。近年與超算大會同期舉辦的國際大學(xué)生超算競賽中，我國名校團隊屢屢奪得桂冠，表明了我們在超算應(yīng)用人才上的培養(yǎng)上是足夠優(yōu)秀的，但在生產(chǎn)制造上，我們還有一段長路要走。