超算霸主易位，美国重回榜首，中国退居第六

电子发烧友网报道（文/周凯扬）一年一度的ISC大会再次到来，超算排名TOP500在大会上也迎来了半年期的又一次更新。自1993年以来，TOP500见证了各个国家超算排名的更替，其中曾经登顶第一的20个超算系统中，美国占了11个，日本占了6个，而中国占了3个。不过十多年来，中国的天河2A和神威太湖之光长期占据榜首，美国靠Summit坐了不到两年的宝座被日本富岳夺下，如今Summit的后继者终于面世。
 
这次榜单更新有着多重特殊意义：第一，美国能源部下橡树岭国家实验室的超算Frontier以首次超越1ExaFlops的性能夺下第一，超算正式进入百亿亿级时代；其次，CPU+GPU的超算配置在多年后重回榜首；最后，在泰坦超算拿下榜首的十年后，基于AMD 处理器的系统再度夺下第一名
 
突破1ExaFlops的Frontier拿下第一
 
此次TOP500榜单上的主角，无疑还是以1.102 exaflops的成绩碾压第二名富岳的Frontier超算。这台巨无霸级的超算系统由74个机柜组成，集成了9472块AMD的第三代EPYC 7003 CPU，和37888块AMD Instinct MI250X GPU，总存储容量达到700PB，峰值写入速度达到5TB/s，单是连接各个机箱的网线总长度都达到了90英里。
 

Frontier超算 / 美国橡树岭国家实验室

 
Frontier非但在纯拼计算能力的TOP500榜单上拿下头筹，也在AI算力榜单HPL-AI上夺下了第一。在注重能效比的GREEN500榜单上，Frontier也排到了第二的好成绩，而这个第一名也是Frontier的单机架测试部署系统Frontier-TDS。

1.102exaflops的成绩，已经是第二名富岳超算的两倍有余，21.1MW的功耗虽然远不算低，但明显好于29.9MW的富岳，这也是为何Frontier能同时位列GREEN500第二的原因。不过，Frontier并没有像富岳一样，在横空出世之际拿下各项性能榜的第一，至少在HPCG这一项指标上，还是由富岳统治的。
 

Frontier TOP500第一名认证 / TOP500

 
跟随Frontier一起空降前十名的还有排名低上的欧洲芬兰超算，LUMI。与美国一样，欧盟各国也纷纷开始协力打造先进超算系统，成立EuroHPC联盟，以求不被日美中三国拉得太远。不过LUMI虽然位列第三，但亮点要相对少一点，因为LUMI基本上就是缩小版的Frontier，所用CPU、GPU和互联方案完全相同，只不过规模上要小多了。
 
沉寂的中国超算
 
在这次榜单变动中，中国排名前十的两台超算被顶了下来，神威太湖之光降至第6，天河2A降至第9。在新系统未出世之前，这两台系统也算霸榜前十足够久的时间。算上太湖之光的话，中国已经有6年没有新的超算系统冲进前10了。
 
话虽如此，下一代中国超算已经蓄势待发了。早在去年10月底，据知情人士的消息，我国已经拥有了两套Exa级超算系统，分别是神威太湖之光的继任者神威海光，天河2A的继任者天河3号。据了解，这两台超算系统都在Linpack测试下跑出了至少1.3exaflops的成绩。这个消息在超算社区内几乎是人尽皆知的事了，不少人都在期待这次ISC大会中国会不会提交结果，看来最终还是低调地选择了不提交。
 

研究与商业超算的国家占比 / TOP500

 
但在本次ISC2022大会上，TOP500也指出了中国超算的一些问题。在世界排名前500的超算中，来自中国的超算数量最多，占比达到了35%，第二名则是占比25%的美国。从这个比例来看，中国超算的发展是相当成功的。
 
然而，在这一批超算中，只有很小一批超算，包括天河2A和神威太湖之光，属于科学研究用超算，余下的多是由联想和浪潮为大厂和电信运营商打造的商用超算，而且这一批商用超算在总性能占比上还是不比慧与打造的国外超算。而美国在研究用超算中的占比达到了55%，而中国占比只有5%，足以看出美国政府在超算上的投入了。
 
下一站，Zetta级
 
如今随着Frontier的出现，我们已经实现了Exa级，那么下一步又是什么？超算的算力增长速度是否会就此减缓呢？这个问题的答案就见仁见智了，至少在英特尔眼中，从2010年到现在，算力仍在高速增长，首个Zetta级的超算将在2027年面世，而且将基于自旋电子器件和光电器件。
 

Aurora刀片服务器 / 阿贡国家实验室
 

此外，英特尔联合慧与和美国能源部旗下的阿贡国家实验室以及开始在打造2exa级别的超算Aurora了。Auroro集成了英特尔最新的Sapphire Rapids Xeon处理器、Ponte Vecchio数据中心GPU和Optane持久内存。这次ISC2022大会上，英特尔和阿贡实验室也在现场展示了Aurora的刀片服务器。很明显，明年的TOP500前十差不多就是Exa级别的系统互斗了。
 
但无论是对于国家还是企业来说，打造Exa级别以上的超算都是一件极其耗费财力的事，这不仅是系统本身的硬件成本，还有每年高昂的运营成本，单单是MW级超算的电费就占了不少了，Zetta级的超算就更不敢想了。