TOP500
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TOP500計劃是針對全球已知最強大的電腦系統做出排名與詳細介紹。此計劃始於1993年並且一年出版兩次最新的超級計算機排名列表。每年的第一次排名公佈總是在六月份的國際超級計算機會議上,而第二次排名公佈則是在十一月份的超級計算會議上。此計劃主旨在提供一個可靠的基礎去追蹤與偵測高效能計算的趨勢。[1]
TOP500列表是由德國曼海姆大學的Hans Meuer、美國田納西大學諾克斯維爾分校的傑克·唐加拉以及美國勞倫斯伯克利國家實驗室的Erich Strohmaier與Horst Simon等人共同匯編的。
歷史
公司 | 名稱 | 國家和地區 | 時間 |
---|---|---|---|
HPE | 前沿 | ![]() |
2022.6 - |
理化學研究所(RIKEN) | 富岳 | ![]() |
2020.6 - 2022.6 |
IBM | 高峰 | ![]() |
2018.6 - 2020.6 |
國家平行計算機工程技術研究中心 | 神威·太湖之光 | ![]() |
2016.6 - 2018.6 |
國防科技大學 | 天河-2 | ![]() |
2013.6 -2016.6 |
克雷公司(Cray) | 泰坦 | ![]() |
2012.11 - 2013.6 |
IBM | 藍色基因/Q | ![]() |
2012.06 - 2012.11 |
理化學研究所(RIKEN) | 京 | ![]() |
2011.6 - 2012.6 |
國防科技大學 | 天河-1 | ![]() |
2010.11 - 2011.6 |
Cray | 美洲虎 | ![]() |
2009.11 - 2010.11 |
IBM | 走鵑 | ![]() |
2008.06 - 2009.11 |
IBM | 藍色基因/L | ![]() |
2004.11 - 2008.06 |
日本電氣(NEC) | 地球模擬器 | ![]() |
2002.06 - 2004.11 |
IBM | ASCI White | ![]() |
2000.11 - 2002.06 |
英特爾 | ASCI Red | ![]() |
1997.06 - 2000.11 |
日立 | CP-PACS | ![]() |
1996.11 - 1997.06 |
日立 | SR2201 | ![]() |
1996.06 - 1996.11 |
富士通 | 數值風洞 | ![]() |
1994.11 - 1996.06 |
英特爾 | Paragon XP/S140 | ![]() |
1994.06 - 1994.11 |
富士通 | 數值風洞 | ![]() |
1993.11 - 1994.06 |
TMC | CM-5 | ![]() |
1993.06 - 1993.11 |
架構
截至2022年06月,所有TOP500超級電腦全部為64位元,大部分是基於x86-64的CPU(英特爾的EMT64和AMD的AMD64指令集架構),只有少數是基於精簡指令集(RISC),其中有13台基於IBM POWER微處理器的超級電腦使用Power架構,有6台基於富士通設計的HAL SPARC64晶片,而這其中的「京」是2011年第一台沒有GPU的產品,且仍然在HPCG基準上排名第3。[2]還有兩台電腦是基於中國的設計:申威和神威SW26010也在使用中國的協處理器;後者還在2016年上升到了第一位(它後來被一台系統基於IBM POWER的電腦所超越)。另外,還有少數電腦使用了另一種非美國設計,即基於ARM架構的PEZY-SC[3],它是與英特爾Xeon配對的加速器。
有兩台電腦是2018年第一次出現在表中的,它們所基於的架構在TOP500中從未見過。其一是一種新的x86-64微架構,它來自中國供應商中科曙光,使用基於Hygon Dhyana(中國版)的CPU(AMD和中方合作產品,基於AMD Zen),排名第38。另一台是列表中第一次基於ARM架構的電腦,它使用Cavium ThunderX2 CPU。[4]在2000年代早期32位元x86和後來的64位元x86-64取得優勢之前,TOP500超級電腦大部分都是由各種RISC處理器系列構成的,包括SPARC、MIPS、PA-RISC、Alpha等RISC架構。
近些年的異構計算,大多採用輝達的圖形處理器(GPU)或英特爾基於x86的至強融核作為輔助處理器。它們在TOP500中佔據了主導地位,是因為每瓦特效能和絕對效能都比較高。前十名基本上都是採用的這兩種,近期唯一的例外就是前面提到的「京」。
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作業系統
從地球模擬器超算之後,十多年來所有最快的超級電腦都使用基於Linux的作業系統。自2017年11月起,所有列出的超級電腦都使用基於Linux內核的作業系統。[5][6]
自2015年11月以來,列表中就沒有電腦執行Windows了。2014年11月,Windows Azure[7]雲端運算機就退出最快超算列表了(其最佳排名為2012年的第165位)。此時,列表中基於Windows的超算就只剩下上海超級計算中心的「魔方」(Magic Cube)一台了,它最後一次出現在列表中是在2015年6月發佈的名單中排名436,而其最佳排名為2008年的第11位。[8]
MIPS系統退出榜單已經十多年了,[9]但2017年11月(經過大幅升級後)躍升至第四位的曉光超算使用了MIPS作為協處理器一小部分。該超算使用了2,048核協處理器(而每個協處理器又有8×6核MIPS,使其「不再依賴外部的英特爾至強E5主機處理器」[10]),這使其比超算前10名中的其它超算更加節能。它在Green500上排名第五,而基於ZettaScaler-2.2的系統則佔據了前三位。[11]它是迄今為止最大的系統,達到了1986萬個核心,這幾乎是TOP500中最多核系統(中國的神威·太湖之光,目前排名第四)的兩倍。
排名前十名
排名 | 名稱 | 國家和地區 | 場所 | 安裝 年份 |
供應商 | 處理器 核心數 |
Rmax (Pflops) |
Rpeak (Pflops) |
功率 (千瓦) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 ▲ | 前沿 | ![]() |
橡樹嶺國家實驗室 | 2021 | 慧與科技 | 8,730,112 | 1,102.00 | 1,685.65 | 21,100 |
2 ▼ | 富岳 | ![]() |
理化學研究所計算科學研究中心 | 2020 | 富士通 | 7,630,848 | 442.01 | 537.21 | 29,899 |
3 ▲ | LUMI | ![]() |
歐洲高效能計算聯合會 | 2022 | 慧與科技 | 1,110,144 | 151.90 | 214.35 | 2,942 |
4 ▼ | 高峰 | ![]() |
橡樹嶺國家實驗室 | 2018 | 國際商業機器公司 | 2,414,592 | 148.60 | 200.79 | 10,096 |
5 ▼ | Sierra | ![]() |
勞倫斯利佛摩國家實驗室 | 2018 | 國際商業機器公司 | 1,572,480 | 94.64 | 125,71 | 7,438 |
6 ▼ | 神威·太湖之光 | ![]() |
國家超級計算無錫中心 | 2016 | 國家平行計算機工程技術研究中心 | 10,649,600 | 93.01 | 125.44 | 15,371 |
7 ▼ | Perlmutter | ![]() |
國家能源研究科學計算中心 | 2021 | 慧與科技 | 761,856 | 70.87 | 93.75 | 2,589 |
8 ▼ | Selene | ![]() |
輝達 | 2020 | 輝達 | 555,520 | 63.46 | 79.22 | 2,646 |
9 ▼ | 天河-2A | ![]() |
國家超級計算廣州中心 | 2013 | 中國人民解放軍國防科學技術大學 | 4,981,760 | 61.44 | 100.68 | 18,482 |
10 ▲ | Adastra | ![]() |
法國國家大型計算中心 | 2022 | 慧與科技 | 319,072 | 46.10 | 61.61 | 922 |
各國家比較
國家/地區 | 排名進入 TOP500的 計算機數量 |
所佔 百分比 (%) |
Rmax Sum (Rmax) (Gflops) |
Rpeak Sum (Rmax) (Gflops) |
處理器總數 |
---|---|---|---|---|---|
![]() |
161 | 32.2 | 3,725,850,800 | 5,711,149,171 | 40,077,020 |
![]() |
104 | 20.8 | 407,239,784 | 770,545,405 | 22,605,992 |
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36 | 7.2 | 256,265,750 | 391,132,706 | 4,292,044 |
![]() |
32 | 6.4 | 669,834,060 | 866,458,051 | 11,374,380 |
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23 | 4.6 | 173,226,000 | 249,513,264 | 3,967,382 |
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15 | 3 | 81,707,084 | 142,086,064 | 2,048,112 |
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12 | 2.4 | 41,208,360 | 71,911,529 | 845,984 |
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8 | 1.6 | 88,682,560 | 128,264,430 | 1,551,012 |
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8 | 1.6 | 33,959,120 | 56,740,440 | 547,728 |
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8 | 1.6 | 46,729,150 | 88,175,939 | 775,232 |
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7 | 1.4 | 253,229,000 | 370,262,898 | 2,911,152 |
![]() |
7 | 1.4 | 73,715,000 | 101,737,460 | 741,328 |
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6 | 1.2 | 55,253,040 | 98,982,254 | 1,798,260 |
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6 | 1.2 | 22,500,500 | 32,727,068 | 355,648 |
![]() |
5 | 1.0 | 42,767,840 | 60,177,375 | 532,416 |
![]() |
5 | 1.0 | 13,364,020 | 26,320,890 | 335,360 |
![]() |
4 | 0.8 | 28,563,790 | 38,600,165 | 650,260 |
![]() |
3 | 0.6 | 9,037,830 | 15,785,890 | 234,112 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,224,910 | 17,031,160 | 312,832 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,953,340 | 12,082,026 | 244,488 |
![]() |
3 | 0.6 | 320,788,310 | 443,391,175 | 2,584,576 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,923,400 | 17,099,060 | 148,800 |
![]() |
2 | 0.4 | 11,297,560 | 19,562,790 | 220,752 |
![]() |
2 | 0.4 | 9,589,400 | 12,914,040 | 163,584 |
![]() |
2 | 0.4 | 12,806,560 | 18,291,180 | 172,544 |
![]() |
2 | 0.4 | 9,013,750 | 12,164,803 | 142,368 |
![]() |
2 | 0.4 | 5,038,378 | 6,809,088 | 133,152 |
![]() |
2 | 0.4 | 6,918,000 | 10,047,000 | 156,480 |
![]() |
1 | 0.2 | 6,470,800 | 10,296,115 | 153,216 |
![]() |
1 | 0.2 | 3,158,110 | 5,014,730 | 71,232 |
![]() |
1 | 0.2 | 4,518,870 | 5,942,000 | 144,384 |
![]() |
1 | 0.2 | 8,146,000 | 13,773,060 | 87,296 |
![]() |
1 | 0.2 | 2,717,000 | 3,094,020 | 23,200 |
![]() |
1 | 0.2 | 3,088,500 | 4,669,510 | 28,768 |
參見
參考文獻
- ^ A. Petitet; R. C. Whaley; J. Dongarra; A. Cleary. HPL – A Portable Implementation of the High-Performance Linpack Benchmark for Distributed-Memory Computers [HPL – 分散式主記憶體電腦高效能Linpack基準的可移植實現]. ICL – UTK Computer Science Department. 2016-02-24 [2016-09-22]. (原始內容存檔於2000-11-02) (英語).
- ^ HPCG - June 2018 | TOP500 Supercomputer Sites [HPCG - 2018年6月 | TOP500超級電腦網站]. www.top500.org. [2018-07-02]. (原始內容存檔於2018-07-02) (英語).
- ^ PEZY-SC - PEZY. wikichip.org. [2019-02-20]. (原始內容存檔於2017-11-12) (英語).
- ^ Astra - Apollo 70, Cavium ThunderX2 CN9975-2000 28C 2GHz, 4xEDR Infiniband | TOP500 Supercomputer Sites [Astra - Apollo 70, Cavium ThunderX2 CN9975-2000 28C 2GHz, 4xEDR Infiniband | TOP500超級電腦網站]. www.top500.org. [2018-12-06]. (原始內容存檔於2018-12-06) (英語).
- ^ Top500 – List Statistics [Top500 – 列表統計]. www.top500.org. 2017-11 [2019-03-04]. (原始內容存檔於2012-11-19) (英語).
- ^ Linux Runs All of the World’s Fastest Supercomputers [全球所有最快超算均執行於Linux]. Linux基金會. [2017-11-30]. (原始內容存檔於2017-12-01) (英語).
- ^ Microsoft Windows Azure [微軟Windows Azure]. [2019-03-04]. (原始內容存檔於2019-02-21) (英語).
- ^ Magic Cube – Dawning 5000A, QC Opteron 1.9GHz, Infiniband, Windows HPC 2008 [魔方 – 曙光5000A,QC Opteron 1.9GHz,InfiniBand,Windows HPC 2008]. [2019-03-04]. (原始內容存檔於2019-02-21) (英語).
- ^ ORIGIN 2000 195/250 MHz | TOP500 Supercomputer Sites [ORIGIN 2000 195/250 MHz | TOP500超級電腦網站]. www.top500.org. [2017-11-15]. (原始內容存檔於2017-11-16) (英語).
- ^ PEZY-SC2 - PEZY. [2017-11-17]. (原始內容存檔於2017-11-14) (英語).
- ^ The 2,048-core PEZY-SC2 sets a Green500 record [2,048核的PEZY-SC2寫進Green500記錄]. WikiChip Fuse. 2017-11-01 [2017-11-15]. (原始內容存檔於2017-11-16) (英語).
Powering the ZettaScaler-2.2 is the PEZY-SC2. The SC2 is a second-generation chip featuring twice as many cores – i.e., 2,048 cores with 8-way SMT for a total of 16,384 threads. [..] The first-generation SC incorporated two ARM926 cores and while that was sufficient for basic management and debugging its processing power was inadequate for much more. The SC2 uses a hexa-core P-Class P6600 MIPS processor which share the same memory address as the PEZY cores, improving performance and reducing data transfer overhead. With the powerful MIPS management cores, it is now also possible to entirely eliminate the Xeon host processor. However, PEZY has not done so yet. [驅動ZettaScaler-2.2的是PEZY-SC2。SC2是第二代晶片,其核心數也達到了兩倍。也就是說,2,048核帶8向SMT,總共就會有16,384個線程。……第一代SC合併了兩個ARM926核心,當其基礎管理和除錯足夠用時,其處理能力便捉襟見肘。SC2使用一個六核P級P6600 MIPS處理器(它與PEZY核共用同樣的主記憶體地址),來提高效能並降低數據傳輸消耗。有了強大的MIPS管理核,它現在還可以完全取代至強主機處理器。然而,PEZY並沒有這樣做。]
- ^ June 2022 | TOP500. www.top500.org. [2022-09-24]. (原始內容存檔於2022-06-09).
- ^ List Statistics | TOP500. www.top500.org. [2018-03-26]. (原始內容存檔於2018-07-18) (英語).