日本超算领跑 TOP500，各国展开百万兆级计算竞赛
百万兆级计算机将于 2021 年在美国和中国问世。
在最新的 Top500 榜单中，基于 ARM 的日本 Fugaku 超级计算机是世界上最强大的超级计算机，它创造了 442 PetaFLOPS 的世界纪录。但真正的竞争 —— 第一批百万兆级系统 —— 将在 2021 年到来。
Top500 榜单是对世界上最快的 HPC 系统的排名。据 田纳西大学 创新计算实验室 主任、这个每年两次的排行榜背后的学者之一 Jack Dongarra 说，该榜单也出现了“性能曲线趋于平坦”的情况。他说，这是摩尔定律放缓的结果，同时也是旧系统更新换代速度放缓的结果。根据摩尔定律，处理器上的晶体管数量每两年左右就会增加一倍，但这种进步现在遇到了技术障碍。
“处理器技术是有限制的，但还有很大的发展空间。”Dongarra 说。“因为这不仅仅是处理器的问题，我们正在适应开发更好的算法和软件系统来处理这种情况。”
美国有望在 2021 年在 橡树岭国家实验室 交付一台使用 AMD 芯片的 百万兆级 的计算机，这是 Cray 公司一台名为 Frontier 的系统。百万兆级系统可以达到每秒一万亿次计算，也就是一个 1 后面跟着 18 个 0。百万兆级即 1000 PetaFLOPS。
德国汉堡的 马克斯•普朗克气象研究所 教授 Bjorn Stevens 说，现在确实需要百万兆级的计算能力，特别是在处理气候科学所产生的大量数据集时。
百万兆级计算机的全球竞赛
中国有 3 个百万兆级项目正在进行，并将在明年至少交付其中一个项目。欧洲也在迅速发展“准百万兆级”系统，或可以扩展到百万兆级的系统的设计。
“这是真正的全球竞争，”Hyperion Research 的 HPC 市场动态高级顾问 Steve Conway 说。例如，到 2021 年底，欧洲将拥有 8 个这样的大型系统。
在芬兰的一个这样的系统是一台 550 PetaFLOPS 的 HPE 的系统，这是一个由欧盟资助的欧洲高性能计算联合企业项目。这个耗资 1.6 亿美元的系统将于明年建成。
Conway 说，x86 芯片仍然是超级计算的主导，并且在未来五年内可能会继续保持。
基于 ARM 的方式
但基于 ARM 的方法，正如日本使用的方法，正在引起大家的兴趣。Conway 说，ARM 芯片是可定制的，对那些有专用用例的系统开发者很有吸引力，比如 AI 开发。
日本的系统是 日本理研计算科学中心 与 富士通有限公司 共同开发的。
在 Top500 榜单上，排名第二的系统是 IBM Power Systems，其性能接近 149 PetaFLOPS，使用了 IBM 的 Power9 CPU 和 Nvidia 的 Tesla GPU。它位于 田纳西州 的 橡树岭国家实验室 。
第三名是 Sierra 超级计算机，它也使用 Power 9 CPU 和 Nvidia GPU，约 95 PetaFLOPS。它位于 加州利弗莫尔 的 劳伦斯•利弗莫尔国家实验室 。
第四位是中国的神威·太湖之光，由中国国家并行计算机工程与技术研究中心研制，安装在无锡的国家超级计算中心。它采用了中国自主研发的神威 SW26010 处理器，它是一个 93 PetaFLOPS 的系统。
作者：Patrick Thibodeau 译者：wxy 校对：wxy