Top500

Top500 — проект по составлению рейтинга и описаний 500 самых мощных общественно известных суперкомпьютеров мира. Проект был запущен в 1993 году и публикует актуальный перечень суперкомпьютеров дважды в год (в июне и ноябре). Этот проект направлен на обеспечение надёжной основы для выявления и отслеживания тенденций в области высокопроизводительных вычислений. Основой для рейтинга являются результаты исполнения испытания LINPACK (HPL), решающего большие плотные СЛАУ.
С ноября 2024 года лидером рейтинга является американский суперкомпьютер El Capitan^[англ.].

Вычислительная мощность (в гигафлопсах) 500 наиболее мощных компьютерных систем в мире с 1993 года

Отраслевые издания сообщают, что суперкомпьютеры коммерческого, военного и секретного предназначений могут отсутствовать в рейтинге Top500, так как участие в рейтинге Top500 является добровольным^[1][2][3].

Статистика

По данным на ноябрь 2024 года по числу систем в рейтинге страны распределяются так: США — 172 суперкомпьютера, Китай — 62, Германия — 41, Япония — 34, Франция — 24, Великобритания — 14, Италия — 14, Южная Корея — 13, Нидерланды — 10, Канада — 9, Бразилия — 9, Польша — 8, Швеция — 8, Саудовская Аравия — 7, Тайвань — 7, Индия — 7, Россия — 6^[4].

С ноября 2015 года в рейтинге больше нет ни одного суперкомпьютера под управлением операционной системы Windows. Также среди мощнейших суперкомпьютеров нет ни одной машины под управлением Mac OS. Большинство ЭВМ, до середины 2000-х годов было под управлением UNIX, а сейчас под управлением операционной системы Linux.

Операционные системы суперкомпьютеров из рейтинга TOP500

Архитектура процессоров суперкомпьютеров из рейтинга TOP500

Распределение суперкомпьютеров из списка Top500 по странам мира (ноябрь 2024 года)^[5]

Страна	Количество суперкомпьютеров
США	172
Китай	62
Германия	41
Япония	34
Франция	24
Великобритания	14
Италия	14
Южная Корея	13
Нидерланды	10
Канада	9
Бразилия	9
Польша	8
Швеция	8
Саудовская Аравия	7
Тайвань	7
Индия	7
Россия	6
Норвегия	6
Швейцария	5
Ирландия	4
Австралия	4
Сингапур	4
Чехия	3
Испания	3
Финляндия	3
Австрия	3
ОАЭ	3
Словения	2
Болгария	2
Таиланд	2
Турция	2
Израиль	1
Люксембург	1
Аргентина	1
Бельгия	1
Венгрия	1
Исландия	1
Марокко	1
Дания	1
Португалия	1

История проектов

В начале 1990-х годов возникла необходимость получения сравнительных характеристик и метрик суперкомпьютеров. После рейтингов 1986—1992 годов с метриками, основанными на количестве векторных процессоров, в университете Мангейма у Erich Strohmaier и Hans Werner Meuer возникла идея начать ежегодно сравнивать суперкомпьютеры при помощи единой методики^[6].

В начале 1993 года Джек Донгарра принял участие в этом проекте со своим тестом Linpack. Первая версия списка была готова в мае 1993 года. Она частично была основана на данных, доступных в сети, включая данные источники:

• Статистика по суперкомпьютерам Мангейма^[7];
• Список самых мощных мировых вычислительных узлов, обновляемый Гюнтером Арендтом^[8];
• Информация от Дэвида Кехнера.

Информация из этих источников использовалась для создания первых двух списков Top500.

С июня 1993 года Top500 составляется два раза в год и основывается только на информации от организаций, в которых установлены компьютеры, и от производителей. Запрос информации рассылается за 8 недель до выхода новой версии списка^[9].

В 2013 году Джек Донгарра предложил новый тест для ранжирования суперкомпьютеров, High Performance Conjugate Gradient (HPCG).^[10][11][12] В июне 2014 был опубликован первый рейтинг на базе HPCG, первое место в котором занял Тяньхэ-2 с результатом в 0,58 HPCG PFLOPS (при 55 теоретических пиковых PFLOPS)^[13] Другой альтернативный тест — HPGMG^[14].

Рейтинги

В данной таблице представлена первая десятка 64-й по счёту редакции списка Топ 500, опубликованного в ноябре 2024 года^[15].

Позиция	Rmax Rpeak (PFLOPS)	Название	Модель	Процессор	Сеть	Производитель	Размещение страна, год	Мощность, МВт	Операционная система
1	1742,00 2746,38	El Capitan[англ.]	HPE Cray EX255a	EPYC 24C	Slingshot-11	HPE	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2024	29,6	Linux (TOSS[англ.])
2	1353,00 2055,72	Frontier	HPE Cray EX235a	EPYC 64C	Slingshot-11	HPE	Ок-Риджская национальная лаборатория  США, 2022	24,6	Linux (Cray Linux Environment)
3	1012,00 1980,01	Aurora	HPE Cray EX	Xeon Max 9470	Slingshot-11	HPE	Аргоннская национальная лаборатория  США, 2023	38,7	Linux (SUSE Linux Enterprise Server 15 SP4)
4	561,20 846,84	Eagle[англ.]	Microsoft NDv5	Xeon Platinum 8480C	NVIDIA Infiniband NDR	Microsoft	Microsoft  США, 2023		Linux (Ubuntu)
5	477,90 606,97	HPC6	HPE Cray EX235a	EPYC 64C	Slingshot-11	HPE	Европейский союз, Eni, Феррера-Эрбоньоне,  Италия, 2024	8,5	Linux (RHEL 8.9)
6	442.010 537.212	Фугаку	Фугаку	Fujitsu A64FX[англ.]	Tofu interconnect D	Fujitsu	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020	29,9	Linux (RHEL)
7	434,90 574,84	Alps[англ.]	HPE Cray EX254n	NVIDIA Grace 72C	Slingshot-11	HPE	CSCS[англ.]  Швейцария, 2024	7,1	Linux (Cray Linux Environment)
8	379.70 531.51	LUMI[англ.]	HPE Cray EX235a	EPYC 64C	Slingshot-11	HPE	EuroHPC JU[англ.]  Европейский союз, CSC – IT Center for Science[англ.] Каяани,  Финляндия, 2022	7,1	Linux (Cray Linux Environment)
9	241.20 306.31	Leonardo[англ.]	BullSequana XH2000	Xeon Platinum	NVIDIA HDR100 Infiniband	Atos	EuroHPC JU[англ.]  Европейский союз, CINECA[англ.] Казалеккьо-ди-Рено,  Италия, 2022	7,5	Linux (RHEL 8)
10	208,10 288,88	Tuolumne	HPE Cray EX255a	EPYC 24C	Slingshot-11	HPE	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2024	3,4	Linux (TOSS[англ.])
Позиция	Rmax Rpeak (PFLOPS)	Название	Модель	Процессор	Сеть	Производитель	Размещение страна, год	Мощность, МВт	Операционная система

Обозначения

• Позиция — место в рейтинге.
• Rmax — Наивысший результат, полученный при использовании системы тестов Linpack (реализация HPL). Это число используется для сравнения быстродействия компьютеров. Измеряется в PFLOPS.
• Rpeak — Теоретическая пиковая производительность системы. Измеряется в PFLOPS.
• Название — Некоторые суперкомпьютеры уникальны, по крайней мере там, где они стоят.
• Модель — Компьютерная платформа (торговая марка).
• Число процессорных ядер — Число ядер, задействованных во время прохождения теста Linpack. После этой цифры указано название процессоров. И, если соединения между процессорными узлами представляет интерес, это также указано.
• Производитель — Производитель платформы или оборудования.
• Размещение — Организация, использующая суперкомпьютер.
• Страна — Страна нахождения суперкомпьютера.
• Год — Год, в котором суперкомпьютер введён в строй. С тех пор он мог быть улучшен.

Рейтинг за прошлые годы

Системы № 1, начиная с 1993 года

Стойки суперкомпьютера NEC Earth Simulator (2002)

Стойки суперкомпьютера IBM Sequoia (2012)

Стойки суперкомпьютера HPE Frontier (2022)

• Thinking Machines CM-5 (июнь 1993 — ноябрь 1993);
• Fujitsu Numerical Wind Tunnel (ноябрь 1993 — июнь 1994);
• Intel Paragon XP/S140 (июнь 1994 — ноябрь 1994);
• Fujitsu Numerical Wind Tunnel (ноябрь 1994 — июнь 1996);
• Hitachi SR2201 (июнь 1996 — ноябрь 1996);
• Hitachi CP-PACS (ноябрь 1996 — июнь 1997);
• Intel ASCI Red (июнь 1997 — ноябрь 2000);
• IBM ASCI White (ноябрь 2000 — июнь 2002);
• NEC Earth Simulator (июнь 2002 — ноябрь 2004);
• IBM Blue Gene/L (ноябрь 2004 — июнь 2008);
• IBM Roadrunner (июнь 2008 — ноябрь 2009);
• Cray Jaguar (ноябрь 2009 — ноябрь 2010);
• Тяньхэ-1А (ноябрь 2010 — июнь 2011) — суперкомпьютер китайского национального университета оборонных технологий ^[16];
• Fujitsu K computer (июнь 2011 — июнь 2012);
• IBM Sequoia — Blue Gene/Q (июнь 2012 года — ноябрь 2012);
• Cray Titan (ноябрь 2012 — июнь 2013);
• Tianhe-2 («Млечный путь-2») (июнь 2013 года — ноябрь 2015) — суперкомпьютер китайского Национального университета оборонных технологий^[17]
• Sunway TaihuLight (июнь 2016 — ноябрь 2017) — суперкомпьютер китайского национального суперкомпьютерного центра^{[англ.][18]}
• IBM Summit (июнь 2018 — июнь 2020) — суперкомпьютер для Окриджской Национальной лаборатории
• Fujitsu Фугаку (июнь 2020 — июнь 2022) — суперкомпьютер для Института физико-химических исследований
• HPE Frontier (июнь 2022 — ноябрь 2024) — суперкомпьютер для Окриджской Национальной лаборатории
• HPE El Capitan^[англ.] (ноябрь 2024 — н. в.) — суперкомпьютер для Ливерморской национальной лаборатории

Лучший суперкомпьютер за июнь

Год	Rmax Rpeak (Gflops)	Название	Место, страна, год
1993	60 131	CM-5/1024	Лос-Аламосская национальная лаборатория  США, 1993
1994	143 184	XP/S140	Сандийские национальные лаборатории  США, 1993
1995	170 236	Numerical Wind Tunnel	National Aerospace Laboratory of Japan  Япония, 1993
1996	220 307	SR2201/1024	Токийский университет  Япония, 1996
1997	1068 1453	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1997
1998	1338 1830	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1997
1999	2121 3154	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1999
2000	2379 3207	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1999
2001	7226 12 288	ASCI White	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2000
2002	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2003	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2004	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2005	136 800 183 500	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2006	280 600 367 000	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2007	280 600 367 000	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2008	1 375 780 2 345 500	Roadrunner	DOE/NNSA/LANL  США, 2008
2009	1 456 700 2 483 470	Roadrunner	DOE/NNSA/LANL  США, 2008
2010	1 759 000 2 331 000	Jaguar	Национальная лаборатория Оук-Ридж  США, 2009
2011	8 162 000 8 773 632	K computer	Институт физико-химических исследований  Япония, 2011
2012	16 324 750 20 132 660	IBM Sequoia — Blue Gene/Q	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2012
2013	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2014	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2015	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2016	93 014 600 125 435 900	Sunway TaihuLight	Национальный суперкомпьютерный центр КНР  Китай, 2016
2017	93 014 600 125 435 900	Sunway TaihuLight	Национальный суперкомпьютерный центр КНР  Китай, 2016
2018	122 300 000 187 659 000	Summit	Oak Ridge National Laboratory  США, 2018
2019	148 600 000 200 795 000	Summit	Oak Ridge National Laboratory  США, 2018
2020	415 530 000 513 855 000	Фугаку	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020
2021	442 010 000 537 212 000	Фугаку	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020
2022	1 102 000 000 1 685 650 000	Frontier	Oak Ridge National Laboratory  США, 2022
2023	1 194 000 000 1 679 820 000	Frontier	Oak Ridge National Laboratory  США, 2022
2024	1 206 000 000 1 714 810 000	Frontier	Oak Ridge National Laboratory  США, 2022

Россия

Основная статья: Топ-50 (рейтинг суперкомпьютеров СНГ)

Позиции России в Top500 (ноябрь 2024 года)^[15]

Позиция	Rmax / Rpeak (PFLOPS)	Принадлежность	Название	Год создания
60	21,530 / 29,415	Яндекс	Червоненкис [a]	2021
86	16,020 / 20,636	Яндекс	Галушкин [a]	2021
99	12,810 / 20,029	Яндекс	Ляпунов [a]	2020
104	11,950 / 14,909	Сбербанк	Кристофари Нео	2021
173	6,669 / 8,790	Сбербанк	Кристофари[b]	2019
454	2,478 / 4,947	МГУ	Ломоносов-2	2018

1. Червоненкис, Галушкин, Ляпунов — фамилии выдающихся советских и российских учёных.
2. Кристофари - владелец первой Сберегательной книжки в истории России.

Суперкомпьютер Национального центра управления обороной России, имеющий производительность на уровне 16 петафлопс и по утверждению компетентных лиц являющийся самым мощным военным суперкомпьютером в мире, не участвует в рейтинге Top500. Тем не менее по факту на ноябрь 2021 года являлся третьим по производительности суперкомпьютером в России.

Критика

Критика методики включает в себя мнения, что Linpack не соответствует реальной загрузке компьютеров^[9]. Кроме того, некоторые организации отказываются выделять весь суперкомпьютер на время, необходимое для запуска теста^[9]. При этом с ростом производительности кластеров для запуска Linpack требуется все больше времени, вплоть до нескольких суток^[19][20].

На некоторых суперкомпьютерах, которые могли бы попасть в рейтинг, тест linpack либо не запускают, либо не сообщают его результаты^[21][22].

Один из авторов методики составления списка Hans Werner Meuer отмечал, что из-за неверного понимания результатов ТОП 500 политики пытаются использовать рейтинг как универсальный. В то же время список отражает исключительно возможности систем по решению СЛАУ и никак не связан с производительностью на других типах задач. Результаты Linpack также не могут напрямую помочь в выборе компьютера для организации. Hans Meuer отметил пользу существования пакетов, состоящих из нескольких разнородных тестов, в частности, «HPC Challenge Benchmark» (7 тестов, измеряющих производительность различных подсистем суперкомпьютера)^[6].

См. также

• Green500^[англ.]
• Graph500
• Топ-50 СНГ — сходный проект, в котором указаны только суперкомпьютеры России и других стран СНГ.
• China Top50 (China Software Industry Association)

Примечания

1. участие в TOP500 сугубо добровольное. Полноценный прогон Linpack на крупных машинах — мероприятие весьма дорогое во всех смыслах. И если для академических структур запуск бенчмарка позволяет в какой-то степени отчитаться о потраченных средствах, то для коммерческих компаний (например, из нефтегазового сектора) это может быть сомнительным удовольствием. Вместе с тем ценность Linpack как единого мерила производительности в последние годы значительно снижается. Архивная копия от 13 сентября 2022 на Wayback Machine
2. / Blue Waters Opts Out of TOP500 (англ.). HPCwire (16 ноября 2012). Дата обращения: 13 декабря 2019. Архивировано 13 декабря 2019 года.
3. Morgan, Timothy Prickett Top 500 Supercomputer Rankings Losing Accuracy Despite High Precision (англ.). The Next Platform (13 ноября 2017). Дата обращения: 13 декабря 2019. Архивировано 13 декабря 2019 года.
4. SUBLIST GENERATOR  (неопр.). Дата обращения: 12 ноября 2019. Архивировано 7 декабря 2018 года.
5. LIST STATISTICS  (неопр.). Дата обращения: 16 ноября 2022. Архивировано 18 июля 2018 года.
6. 31st TOP500 List Topped by First-ever Petaflop/s Supercomputer  (неопр.). Дата обращения: 29 августа 2012. Архивировано из оригинала 12 ноября 2011 года.
7. Статистика по суперкомпьютерам Мангейма, 1986—1992 Архивировано 30 сентября 2007 года.
8. The TOP25 Supercomputer Sites Архивировано 20 апреля 2009 года.
9. Erich Strohmaier and the Top500: A list that’s taken on a life of its own
10. "Professor Jack Dongarra Announces New Supercomputer Benchmark". University of Tennessee (Knoxville). 2013-07-10. Архивировано 20 ноября 2013. Дата обращения: 17 ноября 2013.
11. Jack Dongarra, Michael A. Heroux. Toward a New Metric for Ranking High Performance Computing Systems (англ.). — Sandia Report, June 2013. Архивировано 20 августа 2013 года.
12. Nicole Hemsoth (2013-06-18). "Alternatives Emerge as Linpack Loses Ground" (англ.). HPCwire. Архивировано 1 февраля 2014. Дата обращения: 17 ноября 2013.
13. Hemsoth, Nicole (2014-06-26). "New HPC Benchmark Delivers Promising Results". HPCWire. Архивировано 8 сентября 2014. Дата обращения: 8 сентября 2014.
14. High Performance Geometric Multigrid (HPGMG)  (неопр.). Дата обращения: 19 января 2015. Архивировано 19 января 2015 года.
15. November 2024 | TOP500  (неопр.).
16. Китайская математика. В Азии запущен мощнейший суперкомпьютер в мире.  (неопр.) Дата обращения: 17 июня 2013. Архивировано 21 июня 2013 года.
17. Китайский суперкомпьютер признали самым мощным в мире  (неопр.). Lenta.ru (17 июня 2013). Дата обращения: 15 января 2021. Архивировано 30 ноября 2020 года.
18. Китайский суперкомпьютер вновь признали самым мощным в мире  (неопр.). Дата обращения: 27 июня 2016. Архивировано из оригинала 21 июня 2016 года.
19. LINPACK Benchmark with Time Limits on Multicore & GPU Based Accelerators Архивная копия от 17 января 2014 на Wayback Machine // Jack Dongarra, slides 33-37 «In a Few Years… Running at 5 Pflop/s the benchmark run will take 2.5 days to complete»; «JAXA Fujitsu system.. took over 60 hours»
20. Джек Донгарра, Игорь Лёвшин (2013-04-19). "Свежий взгляд из-за океана". supercomputers.ru. Архивировано 11 декабря 2013. Дата обращения: 17 ноября 2013. И. Л.: Не слишком ли много времени занимают тесты Linpack? ... В июле 2012 года для тестирования IBM Sequoia Machine пришлось затратить 23 часа на очень большой матрице – n = 12.6 млн. А в ноябре того же года на гибридной системе Cray Titan тестирование провели меньше чем за час на матрице n = 4.4 млн. ... измерения, занимающие сутки и больше, – это все-таки экстремальные случаи.
21. "Самый мощный суперкомпьютер России не включили в Топ-50 СНГ". Cnews. 2011-03-29. Архивировано 22 августа 2014. Дата обращения: 17 ноября 2013.
22. Джек Донгарра, Игорь Лёвшин (2013-04-19). "Свежий взгляд из-за океана". supercomputers.ru. Архивировано 11 декабря 2013. Дата обращения: 17 ноября 2013. Вычислительный центр NSCA отказался участвовать в соревновании TOP500... Я понимаю, почему они отказались от участия. У них были причины.

Литература

• Jon Bashor. Erich Strohmaier and the TOP500: A list that’s taken on a life of its own (англ.). crd.lbl.gov (14 июня 2012). Дата обращения: 14 мая 2020. Архивировано 28 октября 2020 года.

Ссылки

• top500.org — официальный сайт Top500 (англ.)