新一期超算排名公布，AMD和英偉達(dá)霸榜

在剛舉辦的SC21超算大會(huì)上，TOP500公布了新一期的超級(jí)計(jì)算機(jī)排名。不過在前十這個(gè)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(cè)試結(jié)果中，依然沒有一臺(tái)達(dá)到百億億（Exaflops）級(jí)。

AMD和英偉達(dá)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(tái)新超算霸占了這個(gè)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(dá)到2.45GHz，配以英偉達(dá)的80GB顯存的A100 GPU和Mellanox的HDR Infiniband互聯(lián)技術(shù)，最高性能達(dá)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(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的新超算Polaris拿下第十二名，法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)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(tái)超算也在前十待了三年時(shí)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(hào)和HPC5了。而新上榜的這四臺(tái)超算紛紛采用了AMD EPYC處理器+英偉達(dá)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(jìn)入超算布局規(guī)劃后，榜單上也許又會(huì)是另一幅光景。

A100 GPU / 英偉達(dá)

在加速器或協(xié)處理器的配置上，除了排名靠后的機(jī)器仍在采用英偉達(dá)的Tesla V100外，絕大多數(shù)新超算都換上了HPC中大熱的英偉達(dá)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(dá)的A100做對(duì)比，但單從超算這一個(gè)領(lǐng)域來看，英偉達(dá)的霸主定位依然不可撼動(dòng)。

明年才能得見E級(jí)

日本的富岳超級(jí)計(jì)算機(jī)仍以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)牢牢占據(jù)超算排行榜首位，這臺(tái)安裝在神戶市理研計(jì)算科學(xué)中心的機(jī)器，自去年6月登頂之后就再?zèng)]有被撼動(dòng)。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(jì)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(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

盡管在HPL的FP64得分中并沒有達(dá)到百億億級(jí)，但在機(jī)器學(xué)習(xí)和AI應(yīng)用中進(jìn)行單精度或是更低精度的運(yùn)算時(shí)，富岳是可以達(dá)到1Exaflops以上的性能的，所以富岳也常被算作首個(gè)百億億級(jí)別的超級(jí)計(jì)算機(jī)?？紤]到好幾臺(tái)E級(jí)的超算系統(tǒng)都在今年年末和明年交付，比如美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室即將推出的Frontier超算，預(yù)計(jì)在明年的榜單中我們就能看到數(shù)臺(tái)百億億級(jí)系統(tǒng)亮相了。

中國(guó)默默拿了個(gè)第一？

值得一提的是，根據(jù)某調(diào)研機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)，中國(guó)已有兩臺(tái)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(tái)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(tái)系統(tǒng)已經(jīng)在2021年三月建造完成，CPU也全面升級(jí)，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(jì)有96個(gè)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜中有1024個(gè)申威39010 CPU，總核心數(shù)達(dá)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(dá)到1.3EFlops。

神威太湖之光 / 國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心

同樣突破百億億級(jí)的還有天河3號(hào)超算，這臺(tái)機(jī)器采用了飛騰Arm處理器+Matrix加速器的架構(gòu)，預(yù)計(jì)最高算力可以達(dá)到1.3EFlops，峰值算力高達(dá)1.7EFlops。據(jù)悉天河3號(hào)已在10月底完全交付，但仍有性能擴(kuò)展的空間，而且與海洋之光相比，對(duì)外使用要更為開放。

除了這兩個(gè)分別位于青島和天津的超算外，深圳也在建設(shè)國(guó)家超算深圳中心二期。將在2022年落戶深圳的這臺(tái)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(jì)超過2EFlops。

沒有提交結(jié)果其實(shí)是相當(dāng)合理的做法，這種國(guó)家級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)往往不愿意先一步展現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，何況Frontier已經(jīng)預(yù)先給出了1.5EFlops的性能目標(biāo)，搶E級(jí)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(hào)般蟬聯(lián)第一數(shù)年才是真正的實(shí)力體現(xiàn)。

據(jù)悉，神威海洋之光是在3月份進(jìn)行了這次Linkpack跑分，實(shí)現(xiàn)了全球首個(gè)E級(jí)的結(jié)果。而轉(zhuǎn)眼到了4月份，美國(guó)就把飛騰和申威列入了實(shí)體清單，其他超算中心和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也仍在清單內(nèi)，進(jìn)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(jìn)技術(shù)領(lǐng)域一旦有了新動(dòng)向，某些國(guó)家絕對(duì)會(huì)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(guó)和美國(guó)毫不意外地保持著兩大超算巨頭的地位，兩國(guó)超算總數(shù)占據(jù)了前500的2/3，而歐洲在多項(xiàng)HPC計(jì)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(shì)下，中國(guó)的超算呈現(xiàn)被進(jìn)一步壓制的趨勢(shì)。新一期TOP500中，美國(guó)超算的數(shù)量從123臺(tái)增加至150臺(tái)，而中國(guó)超算數(shù)量從186臺(tái)降低至173臺(tái)。

無論是過去禁止英特爾Xeon Phi處理器，還是實(shí)體清單的陸續(xù)打壓，都對(duì)國(guó)內(nèi)超算的發(fā)展和突破造成了影響。神威太湖之光以國(guó)產(chǎn)自研處理器和互聯(lián)技術(shù)突破了封鎖，如今美國(guó)又把矛頭伸向了生產(chǎn)制造和EDA工具。近年與超算大會(huì)同期舉辦的國(guó)際大學(xué)生超算競(jìng)賽中，我國(guó)名校團(tuán)隊(duì)屢屢奪得桂冠，表明了我們?cè)诔銘?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(zhǎng)路要走。