最新的全球TOP 500超级计算排名公布: ARM的首次峰会

机器报告

参加: 张谦

6月22日晚，北京时间宣布了新的全球超级计算机TOP 500排行榜: 采用几款48核ARM芯片的日本Fugaku超级计算机获得了第一名，这是ARM体系结构首次达到该标准. 最佳. 计算TOP 500列表. 此外，该列表中有三分之二的超级计算机使用NVIDIA的GPU或InfiniBand网络技术.

TOP 500榜单始于1993年，每六个月发布一次. 这是一个众所周知的列表，其中列出了全球部署的超级计算机的速度.

在过去的几年中，中国和美国的超级计算机占据了头把交椅. 在最近的排名中，IBM为美国Oak Ridge国家实验室建造了“ Summit”超级计算机，牢牢地牢牢占据了王位.

Fugaku的出现打破了这种情况. 该超级计算机是由神户市理研计算科学中心和富士通共同开发的，其峰值计算速度为513.9 petaflops（每秒513.9 petaflops），是排名第二的Summit的2.6倍； Linpack（HPL）的结果达到415.5 petaflops，是Summit的2.8倍.

排名前十的超级计算机还包括加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的Sierra，中国国家超级计算中心无锡中心的神威太湖之光和中国国家广州中心的“天河2A”超级计算中心. ，意大利能源公司Eni SpA的HPC5，美国Nvidia的Selene，得克萨斯州高级计算中心的Frontera，意大利的CINECA研究中心的Marconi-100和瑞士国家超级计算中心的Piz Daint.

在排名数量上，中国排名第一超级计算机top500排行榜，上榜的226台超级计算机全部来自中国. 美国排名第二，贡献了114台超级计算机.

但在名单上的综合名单绩效指标中，美国以644 petaflops位居第一；中国以565 petaflops位居第二.

在企业方面，中国制造商贡献最大. 上榜的312台超级计算机来自三家中国企业: 联想（180），中科曙光（68）和浪潮（64）. TOP 500份额中的62％.

ARM体系结构首次超过超级计算机500强

与先前的超级计算TOP 500相比，Fugaku最大的特点之一是使用基于ARM架构的CPU. 这也是ARM体系结构处理器第一次在超级计算的TOP 500列表中名列前茅，证明了该体系结构在高性能计算领域的潜力. 巧合的是，几乎在发布TOP 500新名单的同时，苹果首席执行官库克在WWDC20大会上说，苹果计算机MAC将使用自行开发的ARM架构芯片逐步取代现有的英特尔芯片.

Fugaku使用富士通的48核ARM处理器A64FX（定制的Arm v8架构芯片），浮点部分是与ARM合作的SVE指令扩展，使用512位浮点算术单元，每个节点使用48核+ 4辅助核心，IO和计算节点是48核心+ 4辅助核心结构.

A64FX还支持较低精度的量化模型. 当处理单精度运算或低精度运算（通常用于机器学习和AI）时超级计算机top500排行榜，Fugaku的峰值性能可能超过1000 petaflops. 目前，该超级计算机安装在日本神户理研计算科学中心. 想象一下使用它训练神经网络的经验.

尽管Fugaku已成为世界上最强大的超级计算机，但TOP 500官方统计显示，x86架构仍然是TOP 500超级计算机的主流选择，占481台. 相比之下，ARM处理器仅占四个，其中三个配备了Fujitsu A64FX，另一个配备了Marvell的ThunderX2.

2/3 TOP 500超级计算机拥有NVIDIA技术的祝福

除ARM之外，这次TOP 500新名单还拥有最大的赢家之一-Nvidia.

在这500台超级计算机中，其中144台使用或协处理器，其中135台使用NVIDIA GPU，超过了列表的1/4.

如果算上英伟达在四月收购的Mellanox，英伟达在名单上的分量将会越来越重. Mellanox一直致力于InfiniBand和以太网互连产品的研发，并于今年4月被Nvidia以70亿美元的价格收购. 前十名超级计算机中有八台都使用NVIDIA GPU，InfiniBand网络技术或两者. 其中包括美国，欧洲和中国最强大的超级计算机系统.

在整个TOP 500列表中，Nvidia GPU或InfiniBand支持333台超级计算机. 与2017年相比，这一数字增加了64％.

就能源效率而言，使用NVIDIA GPU的系统也很突出. 与不使用NVIDIA GPU的系统相比，它们的能源效率（以十亿美元/瓦为单位）平均高出1.8倍. 这是TOP500排名前25位的超级计算机中的20个采用NVIDIA GPU的原因之一.

这种能效性能的最好证明是NVIDIA内部研究小组的新成员Selene. Selene包含280个DGX A100、2240个NVIDIA A100 GPU，在Linpack基准测试中的性能为27.5 petaflops，在最新的Green500列表中排名第二，在整个TOP500列表中排名第七（Green500旨在释放全球最大的绿色能源范围内的节能型高性能计算机组，通过测量与能耗相关的性能来评定最绿色节能的超级计算机.

Selene的功耗为20.5 gigaflops /瓦，非常接近Green500排行榜上的第一名，但第一名的系统较小，其性能仅排名第394位.

Selene是前100个系统中唯一一个突破20吉瓦/瓦能效性能指标的系统，它还是世界第二大工业超级计算机，仅次于意大利能源巨头的第六大系统Eni SpA（也使用NVIDIA GPU）.

就能源效率而言，Selene的能源效率是不使用NVIDIA GPU的其他TOP500系统的平均能源性能的6.8倍. Selene出色的性能和能效归功于NVIDIA A100 GPU中的第三代Tensor Core. 该内核可以为传统的64位数学模拟和AI工作提供加速，但精度较低.

目前，这些超级计算机已用于许多领域，例如气候预测，交通运输，地震预警和分子筛选. 在流行期间，“天河2号”曾经帮助建立了新冠冕CT成像智能诊断平台的15秒诊断，还帮助筛选了针对新冠冕病毒的小分子药物. 新近获得的Fugaku也已用于在数千种现有药物中找到可以有效治疗新王冠的候选药物.

参考链接:

WAIC 2020黑客马拉松由世界人工智能大会组织委员会主办. 它由张江集团，Youbi Technology，Softbank集团旗下的Softbank Robots，Watson Build创新中心和Machine Heart共同组织. 受新皇冠流行的影响，竞赛将于7月8日至11日以远程和小型离线模式举行，以招募来自世界各地的顶尖开发商，在同一阶段竞争.

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