我的超便攜筆記本電腦中沒有當今世界上功能最強大的超級計算機世界500強排行榜的最新版本。但是25年前的版本還在。這就是超級計算領域的發(fā)展速度--去年的領頭羊就成了今年的落敗者。

　　加百利咨詢公司的首席分析丹。奧德表示“首臺實現(xiàn)千萬億浮點計算能力的超級計算機（即每秒的浮點能力超過千萬億次）是安裝在勞倫斯。利莫佛國家實驗室的走鵑超級計算機，搭載的IBM BladeCenter系統(tǒng)。僅僅過了一年半的時間，這臺世界排名第一的超級計算機就跌落到了第七的位置上”。

　　在過去的半年時間里，能進入超級計算機世界排行榜的門檻就從每秒24.7萬億次躍升至每秒31.1萬億次（即每秒萬億的計算能力）。六月份還排名305位的超級計算機如今已經(jīng)完全跌出了500強之外。因此我們饒有興趣的想看看，目前排名首位的超級計算機-中國天河-1號系統(tǒng)能領銜榜首的位置多長時間。

　　天河1號超級計算機位于中國天津的國家超級計算機中心，在超級計算機世界500強中起決定性作用的Linpack基準測試中，每秒的計算性能達到了2.57千萬億次。這臺超級計算機擁有29376GB的內(nèi)存，搭載的是Nvidia圖形處理器單元和英特爾的至強5600系列處理器。

　　目前超級計算機的大勢所趨就是互聯(lián)架構的發(fā)展越來越快，越來越集中。舉例來說，這臺中國超級計算機的互聯(lián)架構可以以InfiniBand互聯(lián)架構兩倍的速度處理數(shù)據(jù)。這是非常重要的，因為這款系統(tǒng)中集成了數(shù)千個芯片。速度更快的互聯(lián)架構意味著數(shù)據(jù)可以以比其他系統(tǒng)更快的速度在系統(tǒng)中運轉。

　　在超級計算機世界500強排行榜中位列次席的是Cray XT5“美洲虎”系統(tǒng)，這款超級計算機安裝在美國能源部位于田納西州的橡樹嶺國家實驗室高級計算中心里。美洲虎超級計算機的計算能力達到了每秒1.75千萬億次。排名第三的就是另外一臺中國研制的超級計算機-星云，目前安裝在深圳的國家超級計算機中心。星云超級計算機的計算能力達到每秒1.27千萬億次。

　　亞洲的超級計算機以每秒1.19千萬億次的計算能力成為位列超級計算機世界500強排行榜第四的新軍。這就是由東京技術研究院與惠普公司合作研制的公司首臺千萬億次級集群系統(tǒng)-Tsubame 2.0。這臺超級計算機可以運行氣候和天氣預報應用軟件，海嘯模擬和計算流體動力。NEC,微軟，Nvidia，英特爾，Mellanox, Voltaire和DataDirect。Networks也在這個項目上進行了合作。

　　Tsubame 2.0超級計算機占地200平方英尺，耗能1.8兆瓦。這臺超級計算機內(nèi)置了1357個惠普ProLiant SL390s服務器，每臺服務器配置了三個Nvidia Tesla M2050中央處理器和惠普模塊化冷卻系統(tǒng)。

　　惠普公司高性能計算事業(yè)部副總裁馬克。漢密爾頓表示“我們將Infiniband互聯(lián)架構直接安裝在主板上，以此來降低成本并使其更具能效”。這種注重能效的趨勢正在成為未來幾年內(nèi)超級計算機研發(fā)的主流和趨勢。事實上，Top500.org目前也在半年一屆的超級計算機世界500強榜單上著重強調(diào)了這一點。IBM公司研發(fā)的藍色基因/Q系統(tǒng)以其每瓦計算1680M的高能效榮膺能效超級計算機冠軍，這種能效也是第二名能效超級計算機的兩倍以上之多。

　　IBM公司的深度計算副總裁戴維。布瑞克表示，實現(xiàn)這種高能效的目標是因此他們在整個系統(tǒng)中都以效率為重，并且卸載了硅晶片上的某些技術功能。他們移除了連線和卡，從而節(jié)約了占地空間并提高了效率。網(wǎng)絡體系結構集成了各種網(wǎng)絡技術，在系統(tǒng)內(nèi)部作為一個整體提供專項功能。

　　布瑞克強調(diào)說，IBM公司已經(jīng)著手制造10千萬億次和20千萬億次級超級計算機，計劃在明年交付。不過布瑞克對超級計算機世界500強排行榜排名的機制-Linpack基準提出了質(zhì)疑。

　　“Linpack基準實際上并不能告訴大家什么，我的用戶沒有一個是根據(jù)Linpack得分來購買系統(tǒng)的”布瑞克表示。

　　奧德也持同樣的觀點，他認為Linpack基準在幫助用戶如何利用真實世界中的系統(tǒng)方面已經(jīng)越來越缺乏實用性了。

　　“當他們使用的軟件和執(zhí)行的任務變得越來越復雜，系統(tǒng)不同部分所承擔的壓力也越來越大”奧德表示“Linpack基準測試的是系統(tǒng)執(zhí)行線性運算的結果，而不是他們完成諸如流處理等任務的性能表現(xiàn)”。
　　布瑞克認為新上榜的超級計算機佳績與圖形處理器的提升不無關系。兩臺表現(xiàn)出眾的中國系統(tǒng)和日本的Tsubame 2.0使用的都是Nvidia圖形處理器來加快運算速度。在超級計算機世界500強排行榜上有17款系統(tǒng)使用了圖形處理器，其中六款系統(tǒng)使用的是Cell處理器，10款系統(tǒng)使用的是Nvidia處理器，還有一款系統(tǒng)使用的是ATI Radeon處理器。

　　“Linpack基準數(shù)據(jù)體現(xiàn)的并不是完成實際工作任務的指標”布瑞克表示“圖形處理器會在內(nèi)存和處理之前制造瓶頸，因此它需要完成大量工作來維持這些系統(tǒng)的平衡和生產(chǎn)能力”。

　　另外，圖形處理器系統(tǒng)需要自定義編程，因此會催生自行編寫代碼的市場。

　　布瑞克表示“這事關圖形處理器的效用，也說明了進行此類研發(fā)的商用軟件代碼的匱乏”。

　　不過惠普公司也強調(diào)了圖形處理器所帶來的每瓦的性能。漢密爾頓表示惠普使用了最新的PCI和網(wǎng)絡技術來解決這些瓶頸問題。

　　“在超級計算機世界500強排行榜前十位的超級計算機中有四款系統(tǒng)使用的是Nvidia圖形處理器，AMD和英特爾公司要在加大這方面的動作”漢密爾頓表示。

　　有趣的是，惠普公司提到了榜單上排名第117位的系統(tǒng)-Georgia Tech公司的Keeneland System，這臺系統(tǒng)由120臺惠普ProLiant SL390s服務器和360個Nvidia Tesla M2070加速器構成，可以實現(xiàn)每秒64萬億的浮點計算能力。

　　“這款來自Nvidia的最新產(chǎn)品可以為每個芯片提供64GB的內(nèi)存”漢密爾頓表示。

　　來自超級計算機世界500強排行榜把榜單的其他亮點：

　　* 排名第五的是Hopper，一臺安裝在美國能源部位于加利福尼亞州的國家能源研究科學計算中心的Cray XE6超級計算機，每秒的浮點計算能力為1.05千萬億次。

　　* 超級計算機世界500強排行榜上排行前十位的超級計算機中七臺都達到或者超過了每秒1千萬億次的計算能力，其中的五款超級計算機是首次進入前十名的新軍。

　　* 排名前十位的超級計算機中有五款位于美國；另外的五臺分別位于中國，日本，法國和德國

　　* 美國的超級計算機占據(jù)了超級計算機世界500強排行榜中的275強；歐洲市場有124款超級計算機入圍，亞洲有84款超級計算機入圍。

　　* 中國目前有42款系統(tǒng)入圍超級計算機世界500強排行榜。

　　* 惠普公司在系統(tǒng)數(shù)量上依然領先于Cray公司，兩家公司都緊隨IBM之后

　　* 入圍的超級計算機中有365款（占到73%）搭載的是四核處理器，有95款系統(tǒng)（占到19%）已經(jīng)在使用六核或者更多核心的處理器。