新智元報導
來源：外媒
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【新智元導讀】全球超算Top500第56期新榜單公布，來自日本的超級計算機「富嶽」再次蟬聯第一，亞軍和季軍均為美國的超級計算機。來自中國的「神威·太湖之光」超級計算機位列第4位，「天河2A」位列第6位。
最近，TOP500超級計算機排名最新出爐。日本超算富嶽 Fugaku 再次搭載ARM晶片奪冠！
不過，雖然日本的 Fugaku 超算鞏固了它在榜單中的第一位置，但與此同時，本次排名榜單也反映了一個平坦的性能增長曲線。
第二名Summit，是IBM在田納西州橡樹嶺國家實驗室(ORNL)建造的系統，以148.8 PetaFLOPS的性能保持著美國最快的系統。擁有4356個節點，每個節點都容納了兩個22核Power9 CPU和6個NVIDIA Tesla V100 GPU。
第三名是位於加利福尼亞州勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室的系統Sierra，以94.6 PetaFLOPS的HPL排名第三。其架構與Summit非常相似，其4320個節點中的每個節點都配備了兩顆Power9 CPU和四顆NVIDIA Tesla V100 GPU。
本次新上榜的 JUWELS Booster Module 位列榜單第七。JUWELS Booster Module單獨運行時能夠達到44.1 HPL PetaFLOPS，使其成為歐洲最強大的系統。
本次排名第十的 Dammam-7 安裝在沙烏地阿拉伯的沙特阿美公司，是目前前十名中的第二臺商用超級計算機，也是前十裡第二臺新上榜的機器。它採用英特爾Xeon Gold CPU和NVIDIA Tesla V100 GPU，在HPL基準上達到了22.4 PetaFLOPS。
富嶽：以富士山的別名命名，搭載ARM晶片且創造新紀錄
曾在2011年的時候，日本憑藉K（京）超級計算機拿下了TOP500冠軍，是世界上第一臺每秒執行10萬億次運算的超級計算機，使用的是日本富士通研發的SPARC64處理器。去年，K超算退役。
Fugaku 富嶽超算由日本理化研究所聯合富士通打造，此前的代號叫Post-K，也就是京超算後一代的意思，最終以富士山的別名正式命名為 Fugaku。
值得注意的是這臺超級計算機竟然是基於ARM架構的，這也是 TOP500 排行榜裡首個採用ARM晶片的超級計算機。
從傳統觀念來看，ARM是移動晶片，性能比較低。目前，多數超級計算機仍然採用的是英特爾和AMD的晶片組。
與現有超算相比，這代超算最大的變化就是採用ARM架構，由富士通的48核A64FX SoC提供支持。
富嶽 Fugaku 的目標是要比上一代京計算機強100倍(即性能目標為1 exaflop) ，並在世界上具有高度的實用性。Fugaku 使用了158,976個 A64FX 處理器，使用富士通專有的環面融合互連技術連接在一起。
Fugaku 超算最大的變化就是CPU採用了ARM架構，峰值浮點性能高達 537PFLOPS（53.7億億次），Rmax性能為 442PFLOPS（PFLOPS指的是每秒1千萬億次浮點運算），是第二名超算 Summit 的近3倍，不過功耗也達到了29MW，也是 Summit 的接近3倍。
同時，富嶽擁有442 PetaFLOPS，這也創造了新的世界紀錄，使其領先榜單中排名第二的系統三倍。
目前Fugaku超算的性能還不是完整版，後續還會繼續升級到1000PFLOPS，也就是百億億次，最終要在2021年左右投入使用。
據理化研究所稱，除了運算速度，Fugaku在其他三個部門也是第一，成為全球首個獲得「四項冠軍」。其他三個部門是產業方面利用較多的計算手法性能，用於AI領域的計算性能，以及成為大數據解析指標的解析性能。
超算TOP500榜單
TOP500項目是針對全球已知最強大的計算機系統做出排名與詳細介紹。此項目始於1993年並且一年出版兩次最新的超級計算機排名列表。
圖：自1993年以來登頂過榜首的超算
每年的第一次排名公布總是在6月份的國際超級計算機會議上，而第二次排名公布則是在11月份的超級計算會議上。此項目主旨在提供一個可靠的基礎去追蹤與偵測高性能計算的趨勢。
圖：top500超算處理器架構分布
從上圖可以看出，截至2019年11月，所有TOP500超級計算機全部為64位，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臺基於IBM POWER微處理器的超級計算機使用Power架構，有6臺基於富士通設計的HAL SPARC64晶片。
另外，還有少數計算機使用了另一種非美國設計，即基於ARM架構的PEZY-SC，它是與英特爾Xeon配對的加速器。
中國超算總數實力霸榜
Top500排行榜目前依然是由中國和美國的超級計算機主導, 美國開發的另一臺超級計算機Sierra排名第3，而中國的「神威·太湖之光」和「天河2A」分別排在第4和第6位。
中國長期以來在超算領域保持優勢，對美國政府和研究機構觸動很大，也促使美國加大投入研發新一代超級計算機。
為何各國要以舉國之力研製新超算？
有專家曾介紹說，無論是的國防、材料科學、天文學，還是距離我們生活更近的天氣預報、災害監測、交通管理，超算都大有用武之地。
在抗擊新冠疫情的過程中，各國超算也都傾盡全力。
中國「天河二號」超算協助搭建起「15秒斷診」的新冠CT影像智能診斷平臺，並助力篩選能抑制病毒的小分子藥物。美國Summit超算同樣參與到新藥研製中，模擬新冠病毒與不同化合物的反應。此次奪冠的日本Fugaku超算也為探索新藥啟動了試驗。
由中國國家並行計算機工程技術研究中心(NRCPC)開發的「神威·太湖之光」排名第四。該系統完全由 Sunway 260核 SW26010處理器提供動力。2016年6月在中國無錫國家超級計算機中心安裝，HPL性能為93 petaflops。
由中國國防科技大學開發的「天河2A」排名第6。它是採用 Intel 至強 CPU 和定製的 Matrix-2000協處理器的混合架構，HPL性能為61.4petaflop，目前部署在中國廣州的國家超級計算機中心。
儘管本次公布的 Top500 排名榜單有兩個新的系統進入了前10名，但是完整的名單記錄了自1993年該項目開始以來最少的新項目。
或許傳統的超算已經開始進入一個拐點的時刻，新興的智能超算和未來的量子霸權也許會開啟嶄新的時代。
參考連結：
https://www.top500.org/news/top500-expands-exaflops-capacity-amidst-low-turnover/