全球超算TOP500最新排名：搭载ARM日本超算Fugaku首次夺冠！中国超算总数实力霸榜

新智元报道

来源：TOP 500

编辑：梦佳、雅新

【新智元导读】TOP500超级计算机排名最新出炉！日本超算Fugaku首次搭载ARM芯片夺冠。中国超算总数持续占据500强主导地位，共有226台超算上榜。

最近，TOP500超级计算机排名最新出炉。日本超算Fugaku首次搭载ARM芯片夺冠！

目前，世界十大超级计算机中有八台使用 NVIDIA GPU、 InfiniBand 网络或两者都有使用。这些超级计算机是美国、欧洲和中国最强大的计算系统。

按国家划分，中国持续占据500强的主导地位，共有226台超级计算机上榜。美国排名第二，有114套超算上榜。

日本排名第三，有30套系统；法国有18套系统；德国有16套系统。美国在数量方面排名第二，但总体运算速度仍然超过中国，为每秒644千兆次浮点运算，中国为每秒565千兆次浮点运算。日本的系统可以提供530千兆次的浮点运算。

英伟达GPU占据TOP500超级计算机三分之二，能耗大幅降低

英伟达目前已与 Mellanox 合并，在最新榜单上占据了 TOP500 系统总数的三分之二(333) 。

在 TOP500排名前25的超级计算机中，有20台使用了 NVIDIA GPU。

英伟达Selene美国最快的工业系统，绿色500检测排名第二。

Nvidia Selene 系统以领先的能源效率成为美国最快的工业系统！

在能源效率方面，使用 NVIDIA GPU的系统脱颖而出。与没有搭载 NVIDIA GPU(以千兆次浮点运算 / 瓦特为单位)的系统相比，能源效率平均提高了2.8倍。

这种能源效率的最好例子是 Selene系统，它是 NVIDIA 内部研究集群的最新成员。该系统在最新的 Green500名单上（能源效率排名）排名第二，在 Linpack 基准测试中以27.5 petaflops在TOP500榜单中排名第七。

Selene的功耗为20.5 gigaflops/watt，与Green500榜单上的第一名相差甚微，但排名第一的系统体积更小，其性能表现仅排在第394位。

Selene 是唯一一个突破20gigaflops/watt 大关的100强系统。它也是世界上第二强大的工业超级计算机，仅次于意大利能源巨头埃尼集团公司的第6号系统，该系统也使用 NVIDIA GPU。

Nvidia GPU正在为TOP500超级计算机提高能源效率。

在节能方面，Selene 的效率是没有使用 NVIDIA GPU的 TOP500 系统的6.8倍。Selene 的性能和能源效率得益于 NVIDIA A100 GPU的第三代张量核，它加快了传统64位模拟的速度，降低了 AI 的精度。

Selene系统仅仅花了不到四周就建立起来了。因为工程师使用 NVIDIA 的模块化参考架构。便能够快速组装 Selene。

此前在英伟达GTC 2020上发布的DGX A100是一个敏捷的系统，它在一个 6U 服务器上安装了8个 A100 GPU 和 NVIDIA Mellanox HDR InfiniBand 网络。它的创建是为了加速高性能计算、数据分析和人工智能工作(包括培训和推理)的组合，并能快速部署。

日本超算Fugaku跃居第一，首次搭载ARM芯片

6月23日这一天对英特尔来说真不是好日子。

苹果在WWDC发布会上正式宣布将在Mac电脑上采用ARM SoC芯片。无独有偶，在最新的TOP500超算排名中，使用48核ARM芯片的日本Fugaku超算位列世界第一。

曾在2011年的时候，日本凭借K超级计算机拿下了TOP500冠军，是世界上第一台每秒执行10万亿次运算的超级计算机，使用的是日本富士通研发的SPARC64处理器。去年，K超算退役。

Fugaku超算由日本理化研究所联合富士通打造，此前的代号叫Post-K，也就是京超算后一代的意思，最终以富士山的名字正式命名为Fugaku。

Fugaku超算最大的变化就是CPU采用了ARM架构，峰值浮点性能高达513PFLOPS（51.3亿亿次），Rmax性能为415.5PFLOPS（PFLOPS指的是每秒1千万亿次浮点运算），是第二名超算Summit的2.8倍，不过功耗也达到了28MW，是Summit的2.8倍。

值得注意的是这台超级计算机竟然是基于ARM架构的，这也是 TOP500 排行榜里首个采用ARM芯片的超级计算机。

从传统观念来看，ARM是移动芯片，性能比较低。目前，多数超级计算机仍然采用的是英特尔和AMD的芯片组。

与现有超算相比，这代超算最大的变化就是采用ARM架构，由富士通的48核A64FX SoC提供支持。

Fugaku超算的浮点部分是与ARM合作的SVE指令扩展，使用了512bit浮点运算单元，每个节点使用48核+4辅助核，IO及计算节点则是48核+4辅助核结构。

性能最好的Fugaku 超级计算机在此次Green500上排名第九，每瓦能进行14.67 gigaflops 运算。它的功率效率仅次于Summit的14.72 gigaflops/watt。

而目前Fugaku超算的性能还不是完整版，后续还会继续升级到1000PFLOPS，也就是百亿亿次，最终要在2021年左右投入使用。

据理化研究所称，除了运算速度，Fugaku在其他三个部门也是第一，成为全球首个获得「四项冠军」。其他三个部门是产业方面利用较多的计算手法性能，用于AI领域的计算性能，以及成为大数据解析指标的解析性能。

中国超算总数实力霸榜，联想继续蝉联全球最强超算供应商

Top500排行榜目前依然是由中国和美国的超级计算机主导 , 美国开发的另一台超级计算机Sierra排名第三，而中国的「神威·太湖之光」和「天河2A」分别排在第四和第五位。

中国长期以来在超算领域保持优势，对美国政府和研究机构触动很大，也促使美国加大投入研发新一代超级计算机。

为何各国要以举国之力研制新超算？

有专家曾介绍说，无论是的国防、材料科学、天文学，还是距离我们生活更近的天气预报、灾害监测、交通管理，超算都大有用武之地。

在最近抗击新冠疫情的过程中，各国超算也都倾尽全力。

中国「天河二号」超算协助搭建起「15秒断诊」的新冠CT影像智能诊断平台，并助力筛选能抑制病毒的小分子药物。美国Summit超算同样参与到新药研制中，模拟新冠病毒与不同化合物的反应。此次夺冠的日本Fugaku超算也为探索新药启动了试验。

由中国国家并行计算机工程技术研究中心(NRCPC)开发的「神威·太湖之光」排名第四。该系统完全由 Sunway 260核 SW26010处理器提供动力。2016年6月在中国无锡国家超级计算机中心安装，HPL性能为93 petaflops。

由中国国防科技大学开发的「天河2A」排名第五。它是采用 Intel 至强 CPU 和定制的 Matrix-2000协处理器的混合架构，HPL性能为61.4petaflop，目前部署在中国广州的国家超级计算机中心。

在全球浮点运算性能TOP500超算中，联想有180台超级计算机入围榜单，较上份榜单的173台增加7台，数量远超其他厂商，再次名列全球高性能超算供应商的第一名。另外，曙光68台，浪潮64台，中国制造商合计占312台。

参考链接：

https://www.top500.org/news/japan-captures-top500-crown-arm-powered-supercomputer/

https://blogs.nvidia.com/blog/2020/06/22/top500-isc-supercomputing/