TOP500公布新一期的超级计算机排名 AMD和英伟达霸榜

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在刚举办的SC21超算大会上，TOP500公布了新一期的超级计算机排名。不过在前十这个范畴内，与今年6月发布的57期榜单相比，仅仅只有末位发生了变化。而且各大超算已经提交的HPL测试结果中，依然没有一台达到百亿亿（Exaflops）级。

AMD和英伟达霸榜

虽然TOP10变化不大，但10到15名可以说是换了一波血，接连4台新超算霸占了这个区间。新夺下第10的Voyager-EUS2是微软为其云服务Azure打造的超算系统， Voyager-EUS2基于AMD的48核EPYC 7V12处理器，主频达到2.45GHz，配以英伟达的80GB显存的A100 GPU和Mellanox的HDR Infiniband互联技术，最高性能达到了30.05Pflops，成功将原第十名Frontera刷下。三星打造的超算SSC-21位列第十一名，美国阿贡国家实验室的新超算Polaris拿下第十二名，法国原子能和替代能源委员会的超算CEA-HF稍逊于Frontera，位列第十四名。

全球超算排名前十 / TOP500

不过Frontera的“落榜”并不在意料之外，好歹这台超算也在前十待了三年时间，靠的仅仅是英特尔的Xeon Plantinum 8280处理器。要知道当下前十中仍在用英特尔处理器的系统，只剩下霸榜多年的天河2号和HPC5了。而新上榜的这四台超算纷纷采用了AMD EPYC处理器+英伟达A100+Mellanox Infiniband的“三位一体”配置。足见在超算领域，英特尔的老本基本已经快吃完了，未来英特尔Sapphire Rapids架构的处理器进入超算布局规划后，榜单上也许又会是另一幅光景。

在加速器或协处理器的配置上，除了排名靠后的机器仍在采用英伟达的Tesla V100外，绝大多数新超算都换上了HPC中大热的英伟达A100 GPU。尽管一众初创AI企业都开始拿自己的加速器与英伟达的A100做对比，但单从超算这一个领域来看，英伟达的霸主定位依然不可撼动。

明年才能得见E级

日本的富岳超级计算机仍以绝对的优势牢牢占据超算排行榜首位，这台安装在神户市理研计算科学中心的机器，自去年6月登顶之后就再没有被撼动。富岳的HPL得分为442 Pflops，超过了第二名Summit近三倍。与前十中使用AMD或Nvidia HPC产品的超算不同，富岳由理研计算科学中心和富士通联合打造，采用了富士通定制的ARM A64FX处理器，并利用富士通的Tofu D互联技术来完成节点之间的数据传输。

尽管在HPL的FP64得分中并没有达到百亿亿级，但在机器学习和AI应用中进行单精度或是更低精度的运算时，富岳是可以达到1Exaflops以上的性能的，所以富岳也常被算作首个百亿亿级别的超级计算机。考虑到好几台E级的超算系统都在今年年末和明年交付，比如美国橡树岭国家实验室即将推出的Frontier超算，预计在明年的榜单中我们就能看到数台百亿亿级系统亮相了。

中国默默拿了个第一？

值得一提的是，根据某调研机构给出的数据，中国已有两台超算系统可在HPL中跑出1Exaflops以上的性能，但并没有将结果提交给TOP500。其中一台是目前排名第四的神威太湖之光的继任者，神威Pro海洋之光（Sunway Pro Ocean Light）。这台系统已经在2021年三月建造完成，CPU也全面升级，从260核的申威26010处理器替换为申威第四代众核CPU，390核的申威39010。整套系统预计有96个机柜，每个机柜中有1024个申威39010 CPU，总核心数达到3800万以上，是上一代的3倍以上。海洋之光超算的最高算力为1.05EFlops，峰值算力达到1.3EFlops。

同样突破百亿亿级的还有天河3号超算，这台机器采用了飞腾Arm处理器+Matrix加速器的架构，预计最高算力可以达到1.3EFlops，峰值算力高达1.7EFlops。据悉天河3号已在10月底完全交付，但仍有性能扩展的空间，而且与海洋之光相比，对外使用要更为开放。

除了这两个分别位于青岛和天津的超算外，深圳也在建设国家超算深圳中心二期。将在2022年落户深圳的这台超算或采用中科曙光的海光处理器，但据透露也很有可能转为AMD Zen 4核心的处理器，最高算力预计超过2EFlops。

没有提交结果其实是相当合理的做法，这种国家级的超级计算机往往不愿意先一步展现竞争优势，何况Frontier已经预先给出了1.5EFlops的性能目标，抢E级首发或许能博眼球，但像富岳这样稳坐首位一年，或是像天河2号般蝉联第一数年才是真正的实力体现。

据悉，神威海洋之光是在3月份进行了这次Linkpack跑分，实现了全球首个E级的结果。而转眼到了4月份，美国就把飞腾和申威列入了实体清单，其他超算中心和国家实验室也仍在清单内，进一步影响了交付。结合神威海洋之光很可能用于海洋科学与军事方面的研发，不难得出结论，尽管超算人才技术之间的交流畅通无阻，但这些先进技术领域一旦有了新动向，某些国家绝对会毫不留情地使绊子。

结语

从排名前500的超算总数来看的话，中国和美国毫不意外地保持着两大超算巨头的地位，两国超算总数占据了前500的2/3，而欧洲在多项HPC计划的支持下，已经开始奋起直追。但在当前的贸易形势下，中国的超算呈现被进一步压制的趋势。新一期TOP500中，美国超算的数量从123台增加至150台，而中国超算数量从186台降低至173台。

无论是过去禁止英特尔Xeon Phi处理器，还是实体清单的陆续打压，都对国内超算的发展和突破造成了影响。神威太湖之光以国产自研处理器和互联技术突破了封锁，如今美国又把矛头伸向了生产制造和EDA工具。近年与超算大会同期举办的国际大学生超算竞赛中，我国名校团队屡屡夺得桂冠，表明了我们在超算应用人才上的培养上是足够优秀的，但在生产制造上，我们还有一段长路要走。

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编辑：jq