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汇全球HPC数据 读懂中国超算十年逆袭之路

2017/12/3    来源:中关村在线    作者:佚名      
关键字:HPC数据  中国超算  
超算代表了最强计算力,反映了一个国家的科技实力,因此各国长期对超算的研究投入力度都很大。ZOL企业站在汇集了2007年到2017年十年间,全球最权威HPC数据后,清晰的看到了中国超算的逆袭之路,也看到了这十年来,超算软件、硬件配置的转变与升级。
    1NO.1:中国超算的逆袭路
  
    引:超算代表了最强计算力,反映了一个国家的科技实力,因此各国长期对超算的研究投入力度都很大。ZOL企业站在汇集了2007年到2017年十年间,全球最权威HPC数据后,清晰的看到了中国超算的逆袭之路,也看到了这十年来,超算软件、硬件配置的转变与升级。
 
      2017年11月SC TOP500中国系统占有数完胜美国
  
    科普TIME:HPC是High performance computing首字母缩写,意为高性能计算。HPC一般采用专用操作系统、网络和计算架构,HPC能力一定程度上代表了一各国家的计算实力。(注:本文提到的TOP500榜单均属于ISC与SC大会HPC TOP500榜单)
 
    NO.1:中国超算的逆袭路
  
    中国在超算领域蓄力已久,但真正获得爆发性增长还在近两年。特别是在最新一期(2017年11月)的SC大会TOP500榜单中,中国上榜系统数量首次超过美国,已202套系统位列世界第一,这也是中国首次成为TOP500榜单中占比最高(40.4%)的国家。
  
    回顾过去十年中国超算的发展史,从2007年11月的10台系统起步,彼时美国上榜系统数为280套系统,一家占据大半江山。到后来我国经历了“玻璃房子事件”后,国家835计划中也提到了对高性能计算项目的关注,中国超算上榜数量一致处在平稳上升阶段。
 
    2017年11月SC TOP500中国系统占有数完胜美国
    2017年11月SC TOP500中国系统占有数完胜美国
  
    进入近五年,中国天河一号、天河二号的出现逐渐让中国在国际超算舞台上有了位置,中国上榜系统总数逐渐超过日本和欧洲部分国家。直到两年前,中国超算数量首次破百,开始在数量上超过美国。
  
    从中国超算供应商角度来看:中国超算之所以能够在十年内实现逆袭,除了天河一号、 天河二号这样由国防科技大学类似的研究所也研究机构提供的异构超级计算机之外,更重要的是以联想、曙光为代表中国企业在超算领域的突破。
 
四家企业撑起中国“超算梦”
    四家企业撑起中国“超算梦”
  
    以2015年11月SC榜当中中国上榜数量首次过百为例,在109个系统中,曙光贡献最大,49套系统,其次是联想。对比2015年上半年的亮相1套,曙光5套,当年11月中国排名猛增企业力量的确功不可没。(注:本次统计上榜数量均为企业单独提供系统,中外企业联合研发未纳入其中。)
  
    除了联想和曙光这两家作为排头兵为中国超算在国际舞台上发声,近两年同样实现快速崛起的中国企业还有浪潮和华为。
  
    联想、曙光、浪潮和华为四家企业,对中国超算在国际舞台上的体量大小起到了决定性作用;而中国超算的最强音则是由国防科技大学和中国国家并行计算工程技术研究中心这样的学术性平台发出的。
 
    2申威:少而精的自研处理器
 
    申威:少而精的自研处理器
  
    当中国神威太湖之光第四次夺得全球超算排行第一名,当第二名有之前的七连冠,同样来自中国的天河二号占据时,中国超算在国际舞台上已经成为声量与音高同样出众的国家。
  
    然而,无论是2010年在TOP1上一闪而过(以微弱优势获得一次第一名)的天河一号,还是后来以33862.7TFlops的浮点运算数连续七次夺得世界冠军的天河二号,均采用了英特尔至强系列处理器。
 
近五年超算TOP1由中国霸占
    近五年超算TOP1由中国霸占
  
    事实上,从TOP500的处理器选择上来看, 英特尔至强确实成为众家的首选,从2012年11月到2017年11月,至强处理器成长了30.2%。相较而言,采用AMD皓龙处理器和IBM的POWER处理器的超算数量急剧减少。
  
    尽管天河二号采用至强处理器取得了不错的成绩,但是超过天河二号性能的神威太湖之光却采用了中国自研的申威处理器。其背后的原因不论是客观地美国禁止向中国出口高性能处理器,还是中国自身对自研处理器的需求,结果总是让人欣喜的。
 
至强成为超算主流
    至强成为超算主流
  
    神威太湖之光以93014.6TFlops的浮点运算数第四次夺得世界冠军。神威太湖之光采用国产处理器申威26010众核处理器(有74%的效率),拥有260个处理核心和4个内存控制器;支持264位的矢量指令集,内置32KiB一级指令缓存、32KiB一级数据缓存、256KiB二级缓存,主频达到1.45GHz;双精浮点峰值为3.06TFlops。
  
    申威26010众核处理器内包括四个核心组,每组有65个内核,由8×8 Mesh架构计算集群(CPE)、一个管理单元(MPE)、一个内存控制器(MC)组成。P.S:在英特尔至强今年新发布的可扩展处理其中,也改用了这种Mesh架构。
  
    科普TIME:Mesh架构是目前业界最新的处理器架构,与传统的Ring架构不同,Mesh架构采用网状形式互连,因此改善了CPU核心和高速缓存间存取数据的路径,降低了延迟。
 

责任编辑:李欢
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