第52届TOP500前十位超级计算机的情况介绍和分析

一年一度的SC18会议在美国达拉斯召开，其中最重要的内容就是发布了第52次全球高性能计算机top500的排名，下表给出了本次排名前十位的超级计算机情况。

排名	系统/制造商/处理器	部署地点	核数	功耗(MW)	性能能耗比(GFlops/W)	实测/理论峰值（PFlops）
1	Summit/IBM/Power System AC922, IBM POWER9 22C 3.07GHz, NVIDIA Volta GV100, Dual-rail Mellanox EDR Infiniband	美国能源部橡树岭国家实验室	2,397,824	9.8	14.668	143.5/200.8
2	Sierra/IBM/Power System S922LC, IBM POWER9 22C 3.1GHz, NVIDIA Volta GV100, Dual-rail Mellanox EDR Infiniband	美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室	1,572,480	7.4	12.723	94.6/125.7
3	神威太湖之光（Sunway TaihuLight）/国家并行计算机工程技术研究中心/ Sunway SW26010 260C 1.45GHz	中国国家超级计算中心无锡中心	10,649,600	15.4	6.051	93.01/125.4
4	天河-2A /国防科技大学/TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz, TH Express-2, Matrix-2000	中国国家超级计算中心广州中心	4,981,760	18.5	3.32	61.4/100.7
5	Piz Daint/ Cray XC50, Xeon E5-2690v3 12C 2.6GHz, Aries interconnect , NVIDIA Tesla P100	瑞士国家超级计算中心	387,872	2.4	8.904	21.2/27.2
6	Trinity/Cray XC40, Xeon E5-2698v3 16C 2.3GHz, Intel Xeon Phi 7250 68C 1.4GHz, Aries interconnect	美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室和桑迪亚国家实验室	979,072	7.6	2.66	20.2/41.5
7	AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI)/富士通/PRIMERGY CX2570 M4, Xeon Gold 6148 20C 2.4GHz, NVIDIA Tesla V100 SXM2, Infiniband EDR	日本国家先进工业科学技术研究所	391,680	1.6	12.1	19.9/32.6
8	SuperMUC-NG/联想/ThinkSystem SD530, Xeon Platinum 8174 24C 3.1GHz, Intel Omni-Path	德国莱布尼茨数据中心	305,856	-	-	19.5/26.9
9	Titan/Cray XK7, Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x	美国能源部橡树岭国家实验室	560,640	8.2	2.143	17.6/27.1
10	Sequoia/IBM BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz	美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室	1,572,864	7.9	2.177	17.2/20.1

Summit是美国田纳西州橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）由IBM公司建设的系统，它仍然位于排名第一的位置，在TOP500列表进行排名的HPL基准测试中，它的持续性能高达143.5Pflop/s。Summit有4356个节点，每个节点包含两个Power9处理器，每个CPU具有22个计算核心，以及6个NVIDIA Tesla V100 GPU加速设备，其中每个加速设备具有80个流式多处理器（SM）。整个系统由Mellanox公司的EDR InfiniBand高速计算网络连接在一起构成。

Sierra是美国加利福尼亚州的劳伦斯•利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）的一个系统，这台机器在此次TOP500的排名中上升了一个名次，目前位列第二。它的架构与排名第一的系统Summit非常类似。它有4320个节点，每个节点包含两个Power 9 处理器和4个NVIDIA Tesla V100 GPU加速设备。Sierra的持续计算性能达到了94.6Pflop/s。

来自我国的神威太湖之光系统是由中国国家并行计算机工程技术研究中心（NRCPC）开发的一个系统，这套新系统完全采用中国设计和制造的处理器研制而成，它的LINPACK基准测试测得其运行速度达到每秒93千万亿次浮点运算（93 Pflop/s），略微的低于排名第二的Sierra系统，太湖之光系统安装在中国国家超级计算中心无锡中心，神威太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，拥有10649600个计算核心，包括40960个节点，太湖之光的整机效率达到74.16%，这在性能愈强、规模愈大的情况下，是很不容易的。另外，神威太湖之光的理论浮点性能为125.4PFLOPS。

排名第四的系统同样是来自我国的天河-2A（Milky Way-2A）系统，这是由国防科技大学（NUDT）开发并部署在广州国家超级计算中心的系统，在今年的早些时候，该系统通过使用新的自主开发的专有Matrix-2000加速设备替换了之前的Intel Xeon Phi（MIC）加速部件。目前它的持续计算性能达到了61.4Pflop/s。

排在第五位的是位于瑞士卢加诺市瑞士国家超级计算中心（CSCS）的Piz Daint系统，该系统依然保持着欧洲最强大的超级计算系统位置，这套系统由之前的Cray XC30系统升级到目前的Cray XC50系统，当前的Linpack测试性能达到了21.23PFlops，它使用了NVIDIA Tesla P100 GPU加速部件，同时Piz Daint也是性能能耗比表现比较出色的超级计算机之一，系统总功率为2.4MW，而性能能耗比达到了8.904GFlops/Watts。

之后的Trinity是一台Cray X40系统，该系统属于美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室和桑迪亚国家实验室，此次通过改进它的性能达到了20.2Pflop/s，这使得Trinity系统取得了第六位的排名。另外，这是唯一采用Intel Xeon Phi加速设备进入Top500排名前十的系统。

部署在日本国家先进工业科学技术研究所（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST）的AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI) 系统排名第七，Linpack基准测试性能为19.9 Pflop/s。 AIST是富士通公司提供建设的系统，使用了Intel Xeon Gold处理器和NVIDIA Tesla V100 GPU加速设备。

由联想公司建设的SuperMUC-NG系统凭借超过311,040个Intel Xeon核和持续计算性能19.5 Pflop/s占据了第八位。该系统位于德国慕尼黑附近的莱布尼茨超级计算中心（Leibniz Supercomputing Centre，Leibniz-Rechenzentrum）。这是一套新入榜的系统。

Titan是部署在美国田纳西州橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）的Cray XK7超算系统，该系统之前是美国最强大的超级计算机系统，此次已经成为排名第九的系统。它使用261,632个NVIDIA K20x GPU加速设备核心实现了17.6 Pflop/s的浮点运算能力。Titan的总功率为8.21MW，性能能耗比为2.143GFlops/W。

排名第十的Sequoia是由IBM公司建设的BlueGene/Q超级计算机系统，它部署在美国加利福尼亚州的劳伦斯•利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL），该系统首次出现在2011年，Linpack持续性能为17.17Pflop/s，功率7.84MW，合计使用了1,572,864颗处理器核心。

前十名的系统中有五套系统来自美国（以及前二十名的系统中有八套来自美国），这反映出美国在最高端的超级计算机领域依然有相当大的优势。另外，前十名中有两套系统来自欧洲，分别来自排名第五位和第八位的瑞士和德国。前十名中共有三套系统来自亚洲，包括排名第七位的日本AI Bridging Cloud Infrastructure系统和我国的两套超级计算机系统，另外在前二十位中包含了七套来自亚洲的系统，这些情况也反映出亚洲高性能计算逐步发展的趋势。