采超Epyc系统再下一城 Frontier登全球最快超级电脑

打破连霸2年共4届冠军的日本富岳(Fugaku)，美国橡树岭国家实验室(ORNL)Frontier超级电脑，成为受到TOP500认可的全球速度最快且为首台突破百亿亿次级(exascale)运算门槛的系统。包括Frontier在内，最新TOP500榜单的前10名与前20名当中，采用超微(AMD)Epyc技术驱动的系统总数，都刚好占到全部的一半。

综合Tom’s Hardware、TechSpot与TechRadar报导，Frontier由慧与科技(HPE)打造，以9,472颗超微代号Trento的定制化Epyc 7003系列CPU及37,888颗代号Aldebaran的Instinct MI250X GPU加速器组成。

在Linpack FP64基准测试中，Frontier超级电脑持续速度(Rmax)达到1.102 EFLOPS，名列最新发布的TOP500排行榜首位，且超越包含富岳在内第2~8名系统的持续速度值总和。至于峰值速度则达到1.686 EFLOPS，而在经过系统调校后，未来甚至可能达到2 EFLOPS。

全球首台exascale级系统的问世，为临床药学与基因组学等需要大量运算以进行分子模拟与定序的学科，带来推进与加速研究的契机。目前Frontier还在进行最终测试，预计年底前开放部分研究者使用。

Frontier同时也是全球最快的人工智能(AI)系统，HPL-AI基准测试下的混合精度效能达到6.88 EFLOPS，相当于人脑860亿神经元各以每秒6,800万指令的速度在运作，也将与未来采用NVIDIA Grace CPU超级芯片的AI系统一争高下。

TOP500榜单中，系统所搭载的CPU仍以英特尔(Intel)产品为最大宗，加速器方面则由NVIDIA GPU称霸。然而在前10大系统中，超微Epyc就占了5台，仅国内天河2A一台采用英特尔Xeon CPU。整体榜单来看，Epyc系统数量从2021年6月的49台、11月的73台，稳步成长至94台，且此次新入榜系统中，超过半数都采用超微技术。

可称为Frontier缩小版的Frontier测试与发展系统Crusher，则在Green500中排行第1，显示每瓦效能达到52.23 GFLOPS的Frontier，所采用的超级运算架构，拥有全球最高的能源效率。至于Frontier本身则排名Green500第2。

在Green500中，超微是当之无愧的霸主，于前10名与前20名分占8名与17名。Frontier整个系统以直接水冷方式散热，水温保持在华氏85度(摄氏29.4度)且不使用冷却装置，因此有助于提升能源效率。

Frontier的组装是一项大工程，当初ORNL需要685种共6,000万个零件，其中的167种共200万个零件短缺，超微自身也碰到Instinct GPU有15种零件不足的难题。ORNL与美国能源部科学办公室先进科学运算研究(ASCR)计划合作，取得这些零件的国防优先与分配系统(DPAS)评级，才解决问题。

可以观察的是，不惜动用国防法案也要确保零件供应，Frontier对美国国防的重要性不言可喻。

搭载英特尔Sapphire Rapids CPU与Ponte Vecchio GPU的美国阿贡国家实验室(ANL)Aurora系统也即将上线，效能预计达到2 EFLOPS。还有一台预计效能超过2 EFLOPS的El Capitan，将搭载超微Zen 4处理器，预计在2023年上线，可见TOP500冠军宝座争夺之激烈。

另外，据传国内已开发出天河3号等不只一台exascale级超级电脑，但因为中美之间关系紧张的缘故，并未提交由TOP500委员会评估，因此实际效能表现不得而知。

责任编辑：朱原弘