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rlafite

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[交流] “纯中国产”超级计算机以93PFLOPS获得TOP500世界冠军，合计性能首次超过美国已有7人参与

“纯中国产”超级计算机以93PFLOPS获得TOP500世界冠军，合计性能首次超过美国

016年6月20日，高性能计算机（HPC）技术国际会议“ISC High Performance 2016”在德国法兰克福开幕。超级计算机处理性能排行榜“TOP500”在开幕式上公布，中国国家超级计算无锡中心的“神威太湖之光”因在LINPACK基准测试中达到93PetaFLOPS而位列世界第一（图1，英文发布资料）。该计算机的性能大幅超过了此前曾6次蝉联榜首的“天河2号”（33.86PFLOPS）。天河2号此次位列第二，理化学研究所的“京”排名第五。

图1 “神威太湖之光”获得第一名
中间为中国国家超级计算无锡中心的付昊桓。右为颁奖人——美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任霍斯特·西蒙（Horst Simon）。
天河2号使用了英特尔的志强（Xeon）和志强Phi（Xeon Phi）处理器，而神威太湖之光则使用了中国自主开发的处理器“SW26010”。工作频率为1.45GHz。该计算机采用分层结构，1个处理器构成1个节点，256个节点为1个超级节点，4个超级节点组成1个机柜，整个系统由40个机柜构成（图2）。总节点数量为4.096万。内核总数为1064.96万，超过了1000万。每个节点的处理性能为3TFLOPS，理论上系统总体峰值性能可以达到125.4PFLOPS。

图2 神威太湖之光的概要
田纳西大学教授Jack Dongarra发布了介绍该系统的报告。
存储器容量为1.31PB。节点之间的连接技术由中国自主开发。功耗为15.37MW，单位功耗的处理能力为6GFLOPS/W，电力效率较高。对超级计算机的单位功耗性能进行评估比较的“Green500”，此次则按照TOP500的测量结果来计算，神威太湖之光在Green500榜单中也排在第三位。

在ISC 2016会场上，神威太湖之光获得较高评价的一点是，已经安装了多个实用性APP。在被授予优秀HPC用APP称号的戈登贝尔奖的六个最终候选项中，三个是该系统上的模拟软件，其中两个相继实现了30P～40PFLOPS的处理性能（英文发布资料）。“目前，制造业使用的CAD、CAE、生命科学、大数据分析等APP均已开始运行。本地客户已经能够使用，制造业使用的比较多，比如用于汽车及轮船的设计等”（中国国家超级计算无锡中心的付昊桓）。

不过，也有意见认为，该超级计算机的性能因APP不同而参差不齐。“无法进行单精度（32bit）及半精度（16bit）运算，如果用于不要求高精度运算的深度学习，还是GPU更为合适”（一位大学教授）。“（表示单位传输速度处理性能的）FLOPS/Byte值方面，英特尔的Knights Landing（第2代赛扬Phi）为7.2，而天湖之光的存储器传输速度较慢，数值为22.4，偏重于计算处理，这一点不太让人满意”（田纳西大学教授Jack Dongarra）。如果是需要与存储器进行大量数据交换的APP，性能可能会大幅降低。

处理器和神威太湖之光的开发者是中国国家并行计算机工程和技术研究中心（NRCPC）。该研究中心曾于2011年开发出了使用上一代处理器的超级计算机“神威蓝光”。其性能为796TFLOPS。

从此次的TOP500结果来看，中国超级计算机的飞跃发展十分引人注目。中国生产的超级计算机由上次（2015年11月）的109台增至167台，超过美国（165台）位居第一。排在第三位的是日本（29台），第四名是德国（26台）。开幕式上公开的长期变化资料也显示，最近几年进入TOP500的中国超级计算机大幅增加（图3）。合计性能的增长势头也超过了其他国家，并且首次超过美国位列世界第一（图4）

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