顶级赛场中的列强争霸——以可视化数据解读超算TOP500榜单

每年6月和11月，TOP500榜单的发布是IT圈里固定的大事件。在这个国家实力和IT技术的角力场上 ，一家又一家公司、一台又一台超算不断刷新着人类技术和工程能力的巅峰。6月17日，2019年上半年TOP500榜单在德国举办的国际超算大会ISC上发布。

超算TOP3风采

IBM Summit

站在榜单顶点的仍旧是由IBM建造的Summit，Linpack峰值性能达到148．6PFlop／s，整机功率10MW，操作系统为红帽企业版，能效比为14．719GFlop／w，是整个TOP500榜单中第二高的存在（能效排名第一是日本超算Shoubu System B，能效17．604GFlop／w）。Summit拥有4608个IBM AC922节点，每节点搭载两颗IBM POWER9 22核心处理器、3．07GHz，每节点系统内存512GB，每节点存储1．6TB；同时，每个节点还拥有6块NVIDIA Tesla V100加速卡；单节点算力42TFlop／s。Summit的CPU－GPU通讯采用NVLink总线，而节点之间的通讯则使用100G Infiniband。Summit的CPU和GPU核心均采用水冷散热，整个散热系统每分钟流量超过15000升。Summit坐落于田纳西州橡树岭国家实验室，隶属于美国能源部科学部门。

IBM Sierra

排名第二的是来自IBM的Sierra，可以看成是Summit的姊妹系统，Linpack性能94．64 PFlop／s，整机功率7．438MW，操作系统同为红帽企业版，能效比为12．723GFlop／s，亦是超算排行榜中名列前茅的能效先锋。Sierra拥有4320个IBM S922LC OpenPOWER节点，采用主频为3．1GHz的22核心POWER9处理器，每节点搭载4块NVIDIA Tesla V100 GPU。内部CPU－GPU通讯仍旧采用NVLink总线，而节点间通讯则采用EDR Infiniband。Sierra隶属于美国能源部国家核安全管理局的劳伦斯利弗莫尔国家实验室，主力研究方向是弹道导弹及核爆模拟。

江南计算所神威·太湖之光

排名第三的则是来自中国、由江南计算所研制的神威·太湖之光，Linpack性能93TFlop／s，总功率15．37MW，能效为6．051GFlop／W。与前两名的集群架构不同，神威·太湖之光采用了MPP架构，CPU为自研的260核众合架构申威SW26010处理器，RISC架构，指令集是脱胎于Alpha 64的自研指令集，运行频率1．45GHz，没有采用GPU或其他协处理器。神威·太湖之光坐落于国家超算中芯无锡中心，隶属于中国国家并行计算机工程技术研究中心。

细读TOP500榜单

每次TOP500都会发布详尽的榜单，包含系统名称、性能、配置、隶属机构、用途、国家等众多信息。不过为了更好的从榜单中看清趋势，我们还是需要将各类数据进行可视化处理。

TOP500年度（年中）平均算力演化

从2010年一路走来，TOP500榜单中的超算平均算力已经从当年的65TFlop／s逐渐增长为目前的3120TFlop／s，10年增长48倍。不过2019年属于超算算力进步的小年，平均算力较上年增长只有28．8％。在2011、2012、2013、2016、2018这种超算大年中，平均算力增长都会超过50％（2012年最夸张，平均算力较上年增长超过100％）。不过即便如此，今年榜单仍旧淘汰了去年的252台超算。也就是说，去年同期能够排到248名的1026TFlop／s曙光Pvideo－A超算，今年只能排在垫底的499名。

TOP100年度（年中）平均算力演化

再看更高端的TOP100，今年平均算力增长幅度为22％，但平均算力已经达到了9833TFlop／s，预计下半年的榜单可以轻松突破10000TFlop／s。