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HPC TOP100榜单见证了中国高性能计算的成长

                    栏目:业界动态   发布时间:2018-10-24 15:30:17

日前,第14届全国高性能计算学术年会(HPC China 2018)顺利召开。本次会议上发布了2018 HPC TOP100榜单,神威太湖之光和天河2A超算位居前两位,另外神威、天河、曙光三台E级原型机虽然性能稍逊一筹,但很多性能指标也非常耀眼。更令人期待的是,中国E级超算将于2020年问世。

 

什么是HPC TOP100

HPC TOP100是中国高性能计算机性能排行榜的简称,是指依据Linpack测试性能进行排序的中国最快的100台计算机系统的榜单列表。

2001年,为促进我国高性能计算事业的发展,推动国产高性能计算机的应用与产业化进程,中国软件行业协会数学软件分会在时任理事长孙家昶研究员倡议下发起中国高性能计算机性能排行榜工作,并于2002年发布首次TOP50榜单。

经过十余年发展,TOP50榜单变成了TOP100。HPC TOP100榜单为峰值性能测试,也就是超级计算机能跑到的最高性能。目前,HPC TOP100排行榜得到了国内高性能计算机研制单位、系统厂商、应用单位以及高性能计算相关科研机构的充分肯定和认可,在国内外有着广泛而深远的影响力,成为衡量中国高性能计算机系统及应用发展的重要参考依据。

 HPC TOP100见证了中国高性能计算的成长

超级计算机或高性能计算机是计算机科学皇冠上最耀眼的明珠,TOP100榜单的变迁则很好的体现出我国高性能计算事业的发展变迁。

2002年,由联想公司研制的深腾1800超级计算机以1.027TFLOPS的测试性能在首次榜单中排名第一。

2003年,联想深腾6800系统以4.148TFLOPS的测试位列排行榜性能第一名。

2004年,曙光4000A系统以8.061TFLOPS的测试性能位列HPC TOP100榜单首位。

 

(曙光4000A)

2005年,部署于国家气象局IBM的eServer p655系统以10.310TFLOPS的测试性能排名第一。虽然在榜单头名的争夺上输给了国外公司,但在入榜的总量上,联想、曙光等国内厂商以51比49的微弱优势首次超过IBM、HP等国外厂商。

2006年,HPC TOP100的冠军依旧被国外厂商占据。而且在入榜厂商排名上,HP也以44台的数量占据第一,曙光公司以25台位列第二。

2007年,部署于胜利油田的IBM刀片集群以18.6TFLOPS性能居榜首,HP公司则继续蝉联TOP100数量份额第一名。

2008年,曙光公司研制的"魔方"超级计算机以180.6TFLOPS次性能首次上榜并排名第一。

2009年,由国防科大研制的天河一号超级计算机作为我国首台千万亿次峰值系统位居榜首。

2010年,天河一号在升级之后不仅位列TOP100第一名,还成为TOP500的冠军,成为中国HPC发展史上最重要的标志性事件。在之后的数年中,天河和神威系列超算将交替蝉联TOP500第一名。

2011年,天河一号A蝉联冠军,而神威蓝光超级计算机首次登上了TOP100排行榜并名列第二。虽然神威蓝光超算的绝对性能并不卓越,但由于神威蓝光超算采用全自主国产处理器,并具有很高的性能功耗比,其意义不亚于天河一号A超算首次夺得世界第一。必须指出的是,神威蓝光超算的研发为神威太湖之光超算的问世奠定了基础。

2012年,天河一号A继续蝉联冠军。

2013年,由国防科大研制的天河二号超级计算机位居榜首。在入榜份额上,曙光公司、IBM公司各以35套系统并列数量份额第一。

2014年,天河二号超级计算机继续蝉联冠军,联想(加上收购IBM部分业务之后的市场份额)、曙光各以32套系统并列制造商数量份额第一。

 

(天河二号)

2015年,天河二号超级计算机依旧是冠军。联想和曙光各以34套系统并列数量份额第一。

2016年,神威太湖之光超级计算机位居榜首。联想和曙光公司再以34套系统并列数量份额第一。

2017年,神威太湖之光依旧占据榜首。不过TOP100榜单却罗列了124台机器,浪潮实现了惊天逆袭,联想和曙光各以32套系统位居其后。

2018年,神威太湖之光还是占据榜首。曙光和联想均以入围榜40台的成绩为例数量份额第一,入围套数也刷新了自身历史记录。

 

从十多年的榜单变迁中可以看出,中国超级计算机和高性能计算机是怎样一步一步成长起来的。HPC TOP100不仅记录了中国高性能计算事业的发展变迁,还折射出我国科技和经济的长足进步和日趋强大。

TOP100榜单透露出哪些信息

一是TOP100排名靠前几位中采用国产芯片的超算比例增大。

TOP100排名第一的是神威太湖之光,该超算采用自主研发的SW26010众核芯片。TOP100排名第二的是天河2A,该超算采用了35184片矩阵2000做加速器,当然天河2A也保留了部分的英特尔处理器。TOP100排名第三的是天河一号。排名第四的是神威E级机原型机,采用SW26010PLUS。排名第五的是中国气象局的一台机器,由曙光公司研发。

随着天河2号完成升级,以及几台E级原型机的问世,TOP100排名的前几位中,采用国产芯片的超算比例越来越高。

 

 

二是E级原型机非常亮眼。

神威E级超算计划安装在国家超算济南中心,神威E级超算原型机的峰值是3.13 PFLOPS,Linpack是2.55千万亿次,Linpack测试在几台原型机中位列第一。最引入注目的是神威E级超算原型机的整机效率和性能功耗比,神威E级超算原型机的整机效率高达81%,作为对比美国顶点超算的效率大约在60%至70%之间。就性能功耗比而言,神威E级超算原型机相对于神威太湖之光超算的提升在50%以上。

天河E级原型机峰值是3.14 PFLOPS,Linpack是2.46千万亿次,整机效率为78.5%,整机效率相对于天河2A的61%有明显提升。天河E级原型机在峰值上比神威E级原型机略高,但在Linpack和效率上,略逊色于神威E级超算原型机。

曙光E级原型机峰值是3.19PFLOPS,这项指标在3台原型机中位列第一。总的来说,三台E级原型机的数据都非常亮眼。

三是传统超算有所增加。

相较于去年互联网HPC大量入围,今年TOP100又回归到传统HPC,这从侧面说明了专家们对传统HPC领域的重视。就应用领域来说,虽然互联网、大数据、人工智能仍然是应用的最大领域,大数据和人工智能占了27%,互联网和云计算占到20%,传统超算(政府电信、能源、超算中心、工业制造、科学计算)入榜49台,占比近半,其中科学计算有所回升,达到17%,超算中心也占到了13.4%。传统超算领域,曙光在该领域里份额近半,厂商占比第一。

 

四是少数几台超算一枝独秀。

虽然神威太湖之光和天河2A都是100P级的超算,但TOP100上大部分中国超算性能都在2P以下,从1P到1.5P的机器占到了一半49台,1.5P到2P的系统占到了41台。本次入榜机器的平均性能,均已达到PFlops.

 

 

因此,中国TOP100的平均性能其实是被神威太湖之光和天河2A等少数几台超算拉起来的。

结语

TOP100榜单见证了中国超算的发展,展现出中国超算最新技术成果和科研实力。18年实现了首次入围TOP100厂商全部为国产厂商,也彰显了中国HPC发展成绩。这让人不禁期待11月美国SC TOP500的中国超算成绩。

另外,在本次会议上,济南超算中心主任张云泉披露,中国E级超算将于2020年出现。我们由衷的期待中国E级超算时代的到来。