中美在超级计算机TOP500中的竞争

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在最新的《全球500强》(TOP500)超级计算机排名中,美国已经重新获得了超级计算机计算性能的领先地位,但它将持续多久还有待观察。中国不仅在高性能系统的数量上继续领先,而且在第一兆浮点计算(exaflop; 1018)计算机的排名中也是如此。最新的TOP500排名给了美国一个良好的开端,但它也表明中国继续改进其计算机技术。此外,这一最新排名的发布正好是中美贸易战正在升温的时候。——两国贸易战的部分原因在于双方在半导体政策上的冲突。从最新的TOP500排名可以看出,加速器继续推动世界上最强大的计算机系统,尤其是Nvidia的图像处理器(GPU)。除了Nvdia,英特尔(Intel)和日本的加速器制造商Pezy Computing也出现在这个排名中。经过一年没有任何系统挤进前四,美国超级计算机在TOP500排名中分别排名第一和第三。橡树岭国家实验室(ORNL)的“峰会”超级计算机系统在Linpack基准测试中测得122.3千万亿次浮点运算,远远领先于中国的“神威太湖”(太阳)太湖之光)93 PFlops。 (相关阅读)劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的Sierra系统排名第三,有71.6 PFlops。 Summit和Sierra均使用IBM Power 9处理器和Nvidia Tesla V100加速器通过Mellanox Infiniband EDR连接超过4,300个节点。从Linpack的整体基准性能来看,美国超级计算机的总体表现为38.2%,超过中国的29.1%并重新排名第一。就在六个月前,双方的排名正好相反。如果使用新的高性能共轭梯度(HPCG)基准测试,测试结果会更清晰。 Summit和Sierra Systems分别以2.926 PFlops和1.79 PFlops领导HPCG基准测试。相比之下,中国的太湖排名第六,得分为0.481 PFlops。中国第二大系统天河2号以0.038 PFlops排名第49位。其他中国系统使用基准测试排在100之后.Linpack长期以来被认为是相对原始的原始理论性能测量标准。相比之下,美国田纳西大学教授Jack Dongarra表示,HPCG使用的程序代码测量了七种算术指标,“更多地强调数据动态,特别是在许多实际应用中。”

Top500countriesJune2018x800中国在全球最强大的超级计算机市场份额持续增长(资料来源:Top500.org)虽然这次暂时失去了表现,但中国目前在TOP500中有206个系统,而六个月前这个系统有202个。该系统在TOP500超级计算机的数量上更多并且继续领先。美国仅有124台超级计算机,创历史新低,比2017年11月的145台显着下降。此外,联想目前拥有最多的计算机系统(119),这是中国供应商首次在此类别中脱颖而出。 Hewlett Packard Enterprise(HPE)最初由122个系统领导,目前只有79个。排名紧随其后的是浪潮,Cray和曙光,分别有68,56和55个系统。排名第六的IBM仅列出了19个系统,但由于采用了Summit和Sierra超级计算机,它占Linpack总体性能排名的19.9%。 Cray和联想分别为16.5%和12%。中国竞争Exaflop目标Dongarra表示,虽然中国在这一最新500强名单中的表现不如预期,但自2016年以来,它一直在加速下一阶段的技术进步。预计中国将推出第一个实现exaflop表现的系统在Linpack基准测试中,可能比美国提前一年。目前,中国的三个团队正在竞争构建相对较小的原型系统,该系统具有大约512个节点,每个节点具有不同的架构。根据其开发结果,可能决定哪个团队将获得资金来建立最终的exaflop超级计算机,预计最早将在2020年。 Dongarra说,这三个项目由中国服务器供应商中科曙光和天河和神威超级计算机背后的团队领导。许多大学,研究机构和国家超级计算机中心都参与了这种伙伴关系。中科曙光系统用于连接6D环网上的10,000多个节点,每个节点使用与AMD共同开发的x86处理器。预计天河团队将使用天河2A中使用的原生Matrix 2000版本,并可能添加基于Arm的处理器或加速器。神威原型一般基于太湖之光的多核方法。一年前,美国政府拨款2.58亿美元,并计划在2021年之前推出一个规模系统.Dingarra表示,中国和美国的共同目标是提供一个支持30GFlop/W性能和超过500Gbits的exaflop系统。加速器在世界上最强大的系统中越来越多地被使用。——在目前的TOP500系统中,110个系统使用加速器,比六个月前的101个单位增加。 Nvidia GPU是迄今为止最常用的协处理器,它出现在96个系统中,包括前10个系统中的5个。 TOP500中的七个系统使用英特尔的Xeon Phi协处理器,日本的四个系统使用相对较新的Pezy加速器。有趣的是,在世界500强超级计算机(绿色500)的世界上最节能的列表中,前三个系统都使用Pezy加速器,而前十个系统使用Nvidia GPU。作为加速器。

Top500accelertorsJune2018在最新的TOP500超级计算机排名中,Nvidia继续扩大其在加速器芯片供应商中的领先地位。 “Pezz系统使用液体冷却——。也就是说,整个系统在最新的TOP500超级计算机排名中沉浸在液体[通常是3M Fluorinert版本]中。这比机载空气或水更节能。前500强中的大多数系统使用英特尔至强CPU作为主处理器。此外,近一半(247系统)目前使用10-Gbit/s以太网作为其互连,六个月前是228。使用相对更昂贵的Infiniband作为互连系统TOP500从六个月前的163台减少到今天的约139台。英特尔专有的Omni-Path互联在最新排名中有38个系统,略高于六个月前的35个。



 
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