全球超算五百強排名公佈，美國反超日本奪冠，這次登頂的美國Frontier超級計算機，是美國橡樹嶺國家實驗室和美國電子芯片巨頭AMD公司合作的超級計算機項目，全球超算五百強排名公佈，美國反超日本奪冠。
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在比拼運算速度的全球超級計算機排行榜中，日本理化學研究所和富士通開發的“富嶽”降到了第2位，首次入榜的美國“Frontier”摘得桂冠，這是美國在兩年半後重返榜首。雖然量子計算機的開發也不斷取得進展，但國產超級計算機在經濟安全保障方面的作用也不容忽視。利用其高運算性能的實驗應用越來越不可或缺。
日本“富嶽”超級計算機
日本經濟新聞報道，5月30日，國際專家會議公佈了超級計算機排名。榜單每半年發佈一次。
Frontier以每秒超過110京次（1京爲1兆的1萬倍）的運算性能位列第一。進入了每秒可運算100京次的“EXA級”領域，與2020年6月開始連續4次蟬聯榜首的富嶽（計算性能爲每秒44.2京次）拉開了2倍以上的差距。
美國此前一直在推進設置多臺EXA級超級計算機的計劃。投資額被認爲超過50億美元，其中的首臺超算就是Frontier。該超算由美國橡樹嶺國家實驗室運營，相當於超算大腦的處理器由美國超威半導體公司（Advanced Micro Devices，AMD）開發。
中國也在開發曾排名世界第一的“天河二號”和“神威太湖之光”的後續機型，似乎也已經實現了高於富嶽的性能。歐洲也投入1萬億日元規模的資金，正在搭建包括EXA級超級計算機在內的高性能計算機。
全球在推進開發性能有望超越超級計算機的量子計算機，但技術尚不成熟，應用範圍也在探索之中。超級計算機在開發處理龐大數據的人工智能（AI）、模擬氣候和產業用途等方面仍很重要。
谷歌及微軟等美國科技企業獨立構建了高性能的“AI超級計算機”。日本的NEC也在5月宣佈，建立了面向AI研究的大型超級計算機。國家間、企業間引進超級計算機的競爭也越來越激烈。
全球超算五百強排名公佈，美國反超日本奪冠2
在日前公佈的2022年上半年全球超級計算機算力排名前500的名單中，來自美國的Frontier超算擊敗了日本富嶽超算登頂，結束了後者在這一榜單上連續四期，也就是兩年時間的榜首之位。
這次登頂的美國Frontier超級計算機，是美國橡樹嶺國家實驗室和美國電子芯片巨頭AMD公司合作的超級計算機項目，這臺超級計算機的核心芯片在數據處理時，達到了峯值爲百億億次浮點運算，是全球首次達到這一計算量級的超級計算機芯片。據悉這一速度是目前暫居第二的日本富嶽超算的約2.5倍。
根據業內超級計算機產品升級的常規規律來看，日本富嶽超算若想再度趕超目前百億億次浮點運算的世界紀錄，恐怕還需要兩年左右的時間做出改進。在這段時間內，這臺Frontier無疑將保持着這一數據的領跑地位。
那麼我國的超級計算機在這一次的排行榜中成績如何呢？位於我國無錫市的神威·太湖之光超級計算機是目前我國最強大的超級計算機。神威超算這次在排行榜中位列第八，其搭載的國產神威超級計算機芯片也代表着我國最頂級的芯片設計技術。
看到這個排名，我們其實也不必過於悲觀，儘管我們的超算目前打破美日兩國對於頂級算力的壟斷仍尚需時日，但是我們在這次的500強榜單中卻可以發現大量的中國身影。我國有186臺超算位列這次的榜單之中，略高於美國的123臺。因此實際上我國在超算領域的發展也是被普遍看好的，畢竟基礎數量多，產生突破的可能性也就更大了一點。
超級計算機之所以在全球都廣受關注，其價值就在於高效運算的超級計算機在多個領域都算是對國家實力的支撐。航空航天，國防科工，海洋科學應用和材料科學，電磁科學等方面都需要藉助超級計算機的`運算能力來進行研究。這就是我國發展瞭如此衆多的超級計算機的原因。
而超級計算機芯片方面的突破，也相應會在民用芯片領域做出一些技術下放，也是頂尖學科惠及民用的典型代表。之所以英特爾和AMD的芯片產品可以獨步全球，正是因爲這兩家巨頭長期在從事着超級計算機芯片和研製改進。而我國的神威超算起步較晚，但目前可以取得前十位的成績，也讓我國芯片領域的技術突破看到了一些曙光。
2022年年末還會有下一期的超級計算機全球500強榜單，屆時還會出現什麼變數呢？我國神威超算的排名是否還可以前進？諸多答案，我們半年後見。
全球超算五百強排名公佈，美國反超日本奪冠3
2022年5月30日，在德國漢堡舉行的 ISC 2022公佈了第59屆的全球超算TOP500榜單，位於美國橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的新型超級計算機Frontier以絕對優勢，成功超越日本的Fugaku，成爲了全球最強超級計算機，同時也是全球首個真正的百億億次超級計算機。中國的神威·太湖之光和天河二號排名下滑至第六和第九。
百億億次超級計算機Frontier：性能最強，能效最高
據介紹，Frontier 在美國橡樹嶺國家實驗室的計算設施 (OLCF)佔地 372 平方米，由 74 個 Cray EX 機櫃組成，擁有 9,408 個節點，每個節點配備一個 AMD Milan “Trento” 7A53 Epyc CPU 和 四個AMD Instinct MI250X GPU（GPU核心總數達到了37,632）。
每個節點通過 Hewlett Packard Enterprise（HPE）的 200 Gbit/秒的Slingshot-11 互連連接。
每個節點在 CPU 上運行 512GiB DDR4 內存，在整個節點上運行了 512GiB HMB2e（每個 GPU 128GiB）以及一致的內存。
[備註：1GiB=(1024*1024*1024)B=1073741824B
1GB(1000*1000*1000)B=1000000000B）]
整個Frontier 系統聚合了8730112個計算核心，9.2 PB 的內存（包括4.6 PB 的 DDR4 和 4.6 PB 的 HBM2e），37 PB 的節點本地存儲，並可訪問 716 PB 的中心範圍存儲。
憑藉強大的硬件配置，Frontier在 Linpack 基準測試下達到了1.102 exaflops 的峯值實測性能，是排名第二的日本Fugaku性能（442 petaflops）的兩倍，比TOP500榜單上第2至8名性能的總和還要高。
美國橡樹嶺國家實驗室主任Thomas Zacharia 在昨天舉行的媒體預先簡報會上說：“1.1 exaflops的性能，很容易四捨五入而忽視這個0.1，但這個 0.1 代表了 100 petaflops的巨大性能。”
此外，TOP500榜單上還列出了Frontier的理論最大峯值速度 (rPeak)，但 HPE 和 美國橡樹嶺國家實驗室 及其他相關者，希望進一步的進行優化，以將Frontier的理論峯值速度提高到 2 petaflops 的項目目標。
在這種情況下，Linpack 得分也將得到提高（Linpack 效率也可能提高，目前僅爲 65.4%）在昨天舉行的媒體簡報會上，Thomas Zacharia也證實了這一消息。
更爲值得一提的是，Frontier功耗僅爲21,100KW，比排名第二的Fugaku的29,899KW功耗還要更低。同時，Frontier還以每瓦 52.23 gigaflops 的極高能效比，超過了日本的 Preferred Networks MN-3 系統，在 Green500 中也位居榜首。
“世界上最快的超算也是最節能的，這一事實簡直令人驚歎。”Thomas Zacharia說到。
美國優勢擴大，歐洲開始崛起，中國仍有望逆襲
在2021年5月底公佈的全球TOP500超算榜單上，美國當時僅有四個超算系統位居前十榜單，分別排在第二、第三、第六和第七的位置。當時中國的神威·太湖之光和天河2號還佔據了第四和第五名。
但是，時隔一年，隨着美國百億億次超算Frontier的登頂，全球超算格局發生鉅變，美國在超算領域的優勢擴大，在前十榜單當中也已佔據了一半。
最新的全球TOP500超算前十榜單(圖源：快科技)
在最新的全球TOP500超算前十榜單上，除了排名第一的Frontier之外，美國橡樹嶺國家實驗室Summit 在HPL 基準測試中，以 148.8 Pflop/s 的性能排名全球第四。
Summit 有 4,356 個節點，每個節點包含兩個具有 22 個內核的IBM Power9 CPU內核和六個NVIDIA Tesla V100 GPU，每個都具有 80 個流式多處理器 (SM)。這些節點通過 Mellanox 雙軌 EDR InfiniBand 網絡鏈接在一起。
位於美國加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的Sierra以94.6 Pflop/s的性能排名第 5。它的架構與Summit 非常相似。它由 4,320 個節點，每個節點兩個IBM Power9 CPU 和四個 NVIDIA Tesla V100 GPU 構建而成。
此外，美國的超級計算機Perlmutter和Selene分別以64.6 Pflop/s和63.4 Pflop/s的性能，排名第7和第8。其中，Perlmutter基於 HPE Cray“Shasta”平臺，以及一個具有基於 AMD EPYC 的節點和 1536 個 NVIDIA A100 加速節點的異構系統；Selene同樣是基於AMD EPYC 處理器和NVIDIA A100節點。
TOP10超算當中的另一個新變化是——芬蘭的 EUROHPC/CSC 的LUMI系統以152 PFlop/s的成績登上了第三名。這個新的超算系統擁有 1,110,144 個內核。此外，法國 GENCI-CINES 的超算系統Adastra也以 46.1 Pflop/s進入了第10名。
中國的超級計算機神威·太湖之光和天河2號，則分別以 93 Pflop/s 和61.4 Pflop/s的成績分別排名第6和第9，相比之前排名均有所下滑。
不可否認的是，美國對於中國的先進技術的禁運，以及對於中國超算相關企業的制裁（去年將神威·太湖之光的處理器供應商申威列入了實體清單），在一定程度上阻礙了中國在超算領域前進的步伐。
不過，據可靠消息顯示，中國的超級計算機神威·太湖之光和天河2號的繼任者，Sunway Oceanlite和天河3號在 Linpack 基準測試中都實現了1.3 exaflops 的性能。如果這兩個新系統進入排名，那麼今年秋季的 TOPO500 榜單格局將會重新改寫。
但是，需要指出的是，在今年5月10日晚間，在英特爾On產業創新峯會上，Intel聯合阿貢國家實驗室的計算、環境和生命科學實驗室，首次展示了支持超過兩百億億次計算（≥2 exaflops）的極光（Aurora）超級計算機。
據介紹，極光（Aurora）超級計算機之所以能夠提供每秒超過兩百億億次的雙精度峯值計算性能，主要是因爲其採用了內置高帶寬內存（HBM）的代號爲Sapphire Rapids的英特爾至強處理器和代號爲Ponte Vecchio的英特爾數據中心顯卡。
目前Aurora超級計算機正在安裝當中，或許也將會出現在今年秋季的全球超算TOPO500榜單當中。
