解读超算TOP500排行背后的隐藏信息

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前段时间,TOP500.org组织公布了第38届全球超级计算机五百强排行榜。而在上届排行榜中夺得冠军的日本K Computer再次进行了大规模的升级,其每秒计算能力从之前的8.162千万亿次(浮点性能)提升至10.51千万亿次,而峰值计算性能更是达到了11.28千万亿次每秒,彻底消灭了其他超算夺冠的可能性。

前段时间,TOP500.org组织公布了第38届全球超级计算机五***排行榜。而在上届排行榜中夺得冠军的日本K Computer再次进行了大规模的升级,其每秒计算能力从之前的8.162千万亿次(浮点性能)提升至10.51千万亿次,而峰值计算性能更是达到了11.28千万亿次每秒,彻底消灭了其他超算夺冠的可能性。而来自中国的天河1A则排名保持不变,屈居亚军。
 相关专题:2011超级计算机***排名之铁甲钢拳


  虽然本次排行榜中所有超算平均计算能力(此为***计算能力而非峰值计算能力)从今年6月份的117.86TFlops提升至现在的148.139TFlops,增长幅度为25.7%, 这一增长幅度明显低于前三次TOP500评选平均34%的增长率。另一方面,我们也发现了另外一个有趣的现象,那就是本次超算排行中前12名与半年前完全相同,而在这12个超算中,除了***名K Computer有性能升级之外,其他11名在计算性能上与半年前完全相同。这种现象出现在超算排行***集团非常罕见,即便是经济危机的2008年和2009年,超算方面的更迭速度也非常快。不知这是否可以算是全球经济进入持续震荡期的一个旁证。
 


  而从超算分布的国家来看,最近两年增长最快的国家无疑是中国,两年时间,中国入围超算总数从2010年11月的24台猛增至如今的74台,平均增长率超过45%,这在全世界是***的。虽然日本在入围超算总数方面也有进展,但增长率显然不如中国强劲;而曾经世界排名第二的英国如今已是日薄西山,入围超算数量不增反降,从两年前的40台跌至今年的31台。美国作为当今唯一的超级大国,在入围超算数量上也保持了一如既往的霸气,虽然其入围数量也呈递减趋势,但始终占据着TOP500的半壁江山,另其他国家望尘莫及。
 

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 从系统供应商角度来看,IBM和惠普仍旧是当之无愧的***集团,不过这***集团当中仅有的两家也是一家欢喜一家愁。从柱状图中我们可以轻松看出IBM作为无可争议的超算领头羊,供应了将近一半的入围超算;而同为***集团的惠普所占份额却逐年递减,从2010年6月的将近40%降为现在的25%左右。 这一点我们可以从两家公司的产品构成上来分析原因;IBM除了普通的X86超算之外还有自家的Power架构超算;虽然惠普也有自家的安腾系列处理器可用,但由于安腾的“不给力”惠普的安腾架构在榜单中的占有量始终保持在个位数。如果去掉IBM的将近50个Power架构超算案例,那么惠普与IBM在超算数量上的差距也并不是很大。当然,瘦死的骆驼比马大,相对于第二集团的四家企业来说,IBM和惠普的优势始终是无法企及的,两家企业所建造的超算始终占据榜单的7-8成。
 
  第二集团的四家企业在入围超算数量上只能用不分伯仲来形容。值得注意的是甲骨文公司硬件部门近两年的表现颇有些流年不顺的意境,入围超算逐年走低,在本次超算排行中更是创下了3台的历史最差纪录,其排名分别为91、180和329;如果明年仍旧没有新的甲骨文超算入围的话,按照超算行业的增长率,我们很可能就只能见到两个甲骨文的产品,明年下半年1个……
 


  如果说IBM和惠普在超算领域内拥有绝对优势的话,那么英特尔的处理器在超算领域内只能用无可撼动来形容。根据图表显示,英特尔处理器占有率虽然在近两年有所下降,但其仍占据超算处理器市场近80%的份额,这其中包括了绝大多数的X86架构处理器和4-5台安腾架构处理器。而英特尔的老对手AMD虽然无法与其在绝对数量上进行比较,但AMD总体还是实现了稳中有升,确实难能可贵。 总体来看,X86架构处理器在超算领域中仍然处于核心地位,英特尔与AMD两家共同占有了超算处理器90%左右的市场,留给安腾和RISC架构的空间已经所剩无几,而且这一趋势目前还没有被转变的迹象。
 
  而IBM的Power系列处理器在超算市场的表现也与AMD相似,都保持了稳中有升的态势。另外,NEC和SPARC系列处理器虽然在超算排行榜中有露脸机会,但仅仅500/1和500/2的占有率也的确可以忽略不计了。
 

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 ***,我们来看看协处理器或者加速器在超算领域中的应用。随着并行计算的的优势逐渐被人们所发现,科学家和工程师们为了提升超算的浮点运算能力开始为超算增加协处理器,目前能够用于超算的协处理器产品主要有三种,他们分别是NVIDIA的Tesla、ATI(已被AMD收购)的Radeon以及IBM的Cell。这三种协处理器的特点就是都脱胎于民用显卡和视频渲染领域,其硬件特点就是将数百甚至上千简单的核心并联在一起从而在并行计算方面产生极高的性能。但从上面的对比中我们也可以发现,在2011年11月***一期榜单中,使用协处理器的超算数量还不到10%,也就是说协处理器对于超算来说还远远没有普及 ,但作为一种趋势来讲,其在未来仍然是大有发展的。目前,不仅IBM、AMD和NVIDIA都有自己的浮点处理器,英特尔也发布了自己的众核技术,这一技术可以有效提升超级计算机在浮点方面性能。相信在2012或2013年的榜单中我们就能看到更加丰富的协处理器以及更加广泛的应用。
 
  另一方面,对于目前成熟可用的三种协处理器解决方案来说,NVIDIA是发展最快的,从2011年6月到2011年11月几乎实现了200%的增长;这主要得益于其相对较成熟的开发环境以及长时间与教育机构合作并培养编程人才。
 
  枯燥的榜单背后其实隐藏了很多信息,不知道通过我们的分析,您是否已经看懂了本期的超算排行榜呢?

责任编辑:张玉 来源: 比特网
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