全面解析超算TOP500列表，美国5大DOE系统冠领榜单

TOP500第52届排行榜在2018年11月发布，5个美国能源部(DOE)超级计算机系统排到前10的位置，其中排在榜首的前2位是部署在Oak Ridge National Laboratory (ORNL)的Summit和Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)的Sierra。

 

自2018年6月首次亮相以来，Summit超算系统扩大了其系统的领先优势， High Performance  Linpack (HPL) 评分从122.3提高到143.5 Petaflops。Sierra也同样提升了6个月前的HPL性能基准，从71.6提高至94.6 Petaflops，其Top500排名也从第三位提升到第二位。这两大超算系统都是IBM的超级计算机，主要采用Power9 CPU和NVIDIAV100 GPU提供支持。

关于超算系统基准测试标准，请参看文章“细数超算最新排名和常见Benchmark类型”。

Sierra撼动位于无锡国家超级计算中心的China’s Sunway TaihuLight 超算系统连续两年在TOP500榜单蝉联榜首的位置，本此次屈居第三，其HPL性能为93.0 Petaflops。TaihuLight由China’s National Research Center of Parallel ComputerEngineering and Technology  (NRCPC)开发。

位于中国广州Tianhe-2A (Milky Way-2A)目前排名第四，Linpack得分为61.4 Petaflops。该系统是对原China’s National University of Defense Technology  (NUDT)系统的升级，采用了专有的Matrix-2000芯片取代了Intel Xeon Phi 加速器。

 

排名第五的是PizDaint，一个部署在瑞士卢加诺Swiss National Supercomputing Centre  (CSCS) 的Cray XC50系统。其计算能能力为21.2petaflops，保持其欧洲最强大系统的地位，它采用Intel Xeon 和NVIDIATesla P100 GPU的组合方案。

 

Trinity是一个由Los Alamos National Laboratory和Sandia National Laboratories运营的CrayXC40系统，通过将其性能提升至20.2petaflops排到Top500的第六位。这是唯一采用IntelXeon Phi处理器进入Top500排名前10的系统。

 

部署在日本NationalInstitute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)的AI Bridging Cloud Infrastructure (AIST) 系统排名第七，Linpack基准测试为19.9petaflops。 AIST是富士通提供的系统，并且采用IntelXeon Gold处理器和NVIDIATesla V100 GPU。

 

由联想提供的SuperMUC-NG系统凭借超过311,040个Intel Xeon核和HPL性能19.5petaflops占据了第八位。该系统位于临近慕尼黑的Leibniz Supercomputing Centre (Leibniz-Rechenzentrum) 。

Titan是部署在美国DOE’s Oak Ridge National Laboratory的CrayXK7超算系统，该系统以前是美国最强大的超级计算机系统，现在已成为排名第九的系统。它使用NVIDIAK20x GPU加速器实现了17.6 Petaflops浮点运算。

 

Sequoia是IBM的BlueGene/Q超级计算机系统，它部署DOE’s LawrenceLivermore National Laboratory并且于2011年首次交付，以HPL基准17.2petaflops的计算能力在TOP500系统中排名第十。

 

在TOP500排名中，中国占据的份额继续增加，目前拥有227个系统(占总数的45％)。美国超级计算机数量持续下降，达到109的历史最低点(占总数的22％)。但是，美国的系统平均而言功能更强大，系统总体性能为38％，而中国为31％。

 

日本在系统份额方面排名第三，其中有31个系统，其次是英国，21个，法国18个，德国17个，爱尔兰12个。其他国家的系统数量不到10个。

 

排名前十的系统制造商(按系统数量计)是联想(140)，浪潮(84)，曙光(57)，Cray(49) ，HPE(46)，Bull(22)，富士通(15)，华为(14)，Dell EMC(13)和IBM(12)。

 

Intel依旧是最大TOP500系统处理器供应商，其CPU占据95.2％的市场份额。在Top500最新列表中只有三个系统采用AMD CPU。

 

ARM超级计算机首次进入TOP500名单。这个由HPE制造名为Astra的ARM新系统是部署在Sandia National Laboratories。Astra由125,328个Cavium Thunder X2核驱动，该系统以1.5petaflops的HPL Linpack得分位于Top500名单的205位。

 

TOP500列表中共有137个系统使用加速器/协处理器，在六个月前，采用加速器/协处理器的系统数为110。到目前为止，NVIDIA仍然是该领域的主要供应商，其中64个系统使用P100GPU，46个使用V100GPU，12个系统使用Kepler GPU（K80，K40和K20x)。

 

TOP500中最流行的互连技术是以太网，其中千兆以太网(252系统)，InfiniBand(135系统)，自定制化互连(64系统)和Intel Omni-Path(43系统)。TOP50整个列表中，总体性能已经从六个月前的1.21 Exaflops增加到1.42 Exaflops。

 

超算系统另一个重要的榜单排名是Green500，它基于能耗效率对超算系统进行排名。在Green500列表中最节能的系统再次是Shoubu system B，一台安装在日本RIKEN， Advanced Center for Computing and Communication的ZettaScaler-2.2超级计算机。在以1.06 Petaflops Linpack性能运行期间测量达到了17.6 Gigaflops/watt能效。它在TOP500排行榜的排第376位。

Green500排名第二个的是DGX SaturnV Volta系统，这是一个安装在美国的NVIDIA系统。它能效达到了15.1 Gigaflops/watt，位于TOP500排行榜的第375位。

排名第三的是 Oak Ridge National Laboratory的Summit系统。它达到了14.7 Gigaflops/watt，在TOP500中排名第一。

第四位是部署在National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) 的AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI)系统。它达到了14.4  Gigaflops /watt，在TOP500中排名第七。

在Green500排名榜单中，TSUBAME 3.0，Sierra，AIST AI Cloud，Mare NostrumP9 CTE，Sugon’s Advanced Computing System (PreE)和aiwania 2分别在Green500上占据了五到十的位置。其中，PreE系统由Dhyana CPU提供支持，Dhyana CPU是Hygon许可的AMD EPYC处理器。

如果大家有映象，应该记得我之前在文章中谈到Top500创始人意识到Linpack测试基准单看CPU性能的弊端，从而建议采用HPCG (High Performance Conjugate Gradients)测试基准来衡量超算系统性能。再此，有必要谈谈本次Top500超算系统在HPCG中的排名情况。

本次TOP500榜单中，Linpack排名最高的超级计算机也是HPCG基准测试中表现最佳的超级计算机。排名前两位的Summit和Sierra，在HPCG基准测试中占据了前两位。Summit达到2.93 HPCG-petaflops，Sierra达到了1.80 HPCG-petaflops。

接下来按照HPCG基准从前之后排名依次是如下，Fujitsu’s K computer提供0.60 HPCG-Petaflops位列第三(它在TOP500中排名第18 位)。Trinity获得了0.55HPCG-petaflops排名第四，第五是计算性能为0.51HPCG-petaflops的ABCI系统(这两个系统在Top500中排第6 位和第7 位)。PizDaint，Sunway Taihulight，Nurion，Oakforest-PACS和Cori在HPCG基准中依次排名位居前十。

      英文：https://www.top500.org/news/china-extends-supercomputer-share-on-top500-list-us-dominates-in-total-performance/

关于更多HPC、Omni-Path、Infiniband、pFS、市场分析、产品分析等技术，请点击原文链接获取更多内容。

温馨提示：

请搜索“ICT_Architect”或“扫一扫”二维码关注公众号，点击原文链接获取更多技术文章。

求知若渴, 虚心若愚