TOP500项目是针对全球已知最强大的电脑系统做出排名与详细介绍。此项目始于1993年并且一年出版两次最新的超级电脑排名列表。每年的第一次排名公布总是在六月份的国际超级电脑会议上,而第二次排名公布则是在十一月份的超级计算会议上。此项目主旨在提供一个可靠的基础去追踪与侦测高性能计算的趋势。[1]
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TOP500列表是由德国曼海姆大学的Hans Meuer、美国田纳西大学诺克斯维尔分校的杰克·唐加拉以及美国劳伦斯伯克利国家实验室的Erich Strohmaier与Horst Simon等人共同汇编的。
历史
公司 | 名称 | 国家和地区 | 时间 |
---|---|---|---|
HPE | 前沿 | ![]() |
2022.6 - |
理化学研究所(RIKEN) | 富岳 | ![]() |
2020.6 - 2022.6 |
IBM | 顶点 | ![]() |
2018.6 - 2020.6 |
国家并行计算机工程技术研究中心 | 神威·太湖之光 | ![]() |
2016.6 - 2018.6 |
国防科技大学 | 天河-2 | ![]() |
2013.6 -2016.6 |
克雷公司(Cray) | 泰坦 | ![]() |
2012.11 - 2013.6 |
IBM | 蓝色基因/Q | ![]() |
2012.06 - 2012.11 |
理化学研究所(RIKEN) | 京 | ![]() |
2011.6 - 2012.6 |
国防科技大学 | 天河-1 | ![]() |
2010.11 - 2011.6 |
Cray | 美洲虎 | ![]() |
2009.11 - 2010.11 |
IBM | 走鹃 | ![]() |
2008.06 - 2009.11 |
IBM | 蓝色基因/L | ![]() |
2004.11 - 2008.06 |
日本电气(NEC) | 地球模拟器 | ![]() |
2002.06 - 2004.11 |
IBM | ASCI White | ![]() |
2000.11 - 2002.06 |
英特尔 | ASCI Red | ![]() |
1997.06 - 2000.11 |
日立 | CP-PACS | ![]() |
1996.11 - 1997.06 |
日立 | SR2201 | ![]() |
1996.06 - 1996.11 |
富士通 | 数值风洞 | ![]() |
1994.11 - 1996.06 |
英特尔 | Paragon XP/S140 | ![]() |
1994.06 - 1994.11 |
富士通 | 数值风洞 | ![]() |
1993.11 - 1994.06 |
TMC | CM-5 | ![]() |
1993.06 - 1993.11 |
架构
截至2022年06月,所有TOP500超级计算机全部为64位,大部分是基于x86-64的CPU(英特尔的EMT64和AMD的AMD64指令集架构),只有少数是基于精简指令集(RISC),其中有13台基于IBM POWER微处理器的超级计算机使用Power架构,有6台基于富士通设计的HAL SPARC64晶片,而这其中的“京”是2011年第一台没有GPU的产品,且仍然在HPCG基准上排名第3。[2]还有两台电脑是基于中国的设计:申威和神威SW26010也在使用中国的协处理器;后者还在2016年上升到了第一位(它后来被一台系统基于IBM POWER的电脑所超越)。另外,还有少数电脑使用了另一种非美国设计,即基于ARM架构的PEZY-SC[3],它是与英特尔Xeon配对的加速器。
有两台电脑是2018年第一次出现在表中的,它们所基于的架构在TOP500中从未见过。其一是一种新的x86-64微架构,它来自中国供应商中科曙光,使用基于Hygon Dhyana(中国版)的CPU(AMD和中方合作产品,基于AMD Zen),排名第38。另一台是列表中第一次基于ARM架构的电脑,它使用Cavium ThunderX2 CPU。[4]在2000年代早期32位x86和后来的64位x86-64获取优势之前,TOP500超级计算机大部分都是由各种RISC处理器系列构成的,包括SPARC、MIPS、PA-RISC、Alpha等RISC架构。
近些年的异构计算,大多采用英伟达的图形处理器(GPU)或英特尔基于x86的至强融核作为辅助处理器。它们在TOP500中占据了主导地位,是因为每瓦特性能和绝对性能都比较高。前十名基本上都是采用的这两种,近期唯一的例外就是前面提到的“京”。
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ef/Processor_families_in_TOP500_supercomputers.svg/640px-Processor_families_in_TOP500_supercomputers.svg.png)
操作系统
从地球模拟器超算之后,十多年来所有最快的超级计算机都使用基于Linux的操作系统。自2017年11月起,所有列出的超级计算机都使用基于Linux内核的操作系统。[5][6]
自2015年11月以来,列表中就没有电脑运行Windows了。2014年11月,Windows Azure[7]云计算机就退出最快超算列表了(其最佳排名为2012年的第165位)。此时,列表中基于Windows的超算就只剩下上海超级计算中心的“魔方”(Magic Cube)一台了,它最后一次出现在列表中是在2015年6月发布的名单中排名436,而其最佳排名为2008年的第11位。[8]
MIPS系统退出榜单已经十多年了,[9]但2017年11月(经过大幅升级后)跃升至第四位的晓光超算使用了MIPS作为协处理器一小部分。该超算使用了2,048核协处理器(而每个协处理器又有8×6核MIPS,使其“不再依赖外部的英特尔至强E5主机处理器”[10]),这使其比超算前10名中的其它超算更加节能。它在Green500上排名第五,而基于ZettaScaler-2.2的系统则占据了前三位。[11]它是迄今为止最大的系统,达到了1986万个核心,这几乎是TOP500中最多核系统(中国的神威·太湖之光,目前排名第四)的两倍。
排名前十名
排名 | 名称 | 国家和地区 | 场所 | 安装 年份 |
供应商 | 处理器 核心数 |
Rmax (Pflops) |
Rpeak (Pflops) |
功率 (千瓦) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 ▲ | 前沿 | ![]() |
橡树岭国家实验室 | 2021 | 慧与科技 | 8,730,112 | 1,102.00 | 1,685.65 | 21,100 |
2 ▼ | 富岳 | ![]() |
理化学研究所计算科学研究中心 | 2020 | 富士通 | 7,630,848 | 442.01 | 537.21 | 29,899 |
3 ▲ | LUMI | ![]() |
欧洲高性能计算联合会 | 2022 | 慧与科技 | 1,110,144 | 151.90 | 214.35 | 2,942 |
4 ▼ | 顶点 | ![]() |
橡树岭国家实验室 | 2018 | 国际商业机器公司 | 2,414,592 | 148.60 | 200.79 | 10,096 |
5 ▼ | Sierra | ![]() |
劳伦斯利佛摩国家实验室 | 2018 | 国际商业机器公司 | 1,572,480 | 94.64 | 125,71 | 7,438 |
6 ▼ | 神威·太湖之光 | ![]() |
国家超级计算无锡中心 | 2016 | 国家并行计算机工程技术研究中心 | 10,649,600 | 93.01 | 125.44 | 15,371 |
7 ▼ | Perlmutter | ![]() |
国家能源研究科学计算中心 | 2021 | 慧与科技 | 761,856 | 70.87 | 93.75 | 2,589 |
8 ▼ | Selene | ![]() |
英伟达 | 2020 | 英伟达 | 555,520 | 63.46 | 79.22 | 2,646 |
9 ▼ | 天河-2A | ![]() |
国家超级计算广州中心 | 2013 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 4,981,760 | 61.44 | 100.68 | 18,482 |
10 ▲ | Adastra | ![]() |
法国国家大型计算中心 | 2022 | 慧与科技 | 319,072 | 46.10 | 61.61 | 922 |
各国家比较
国家/地区 | 排名进入 TOP500的 电脑数量 |
所占 百分比 (%) |
Rmax Sum (Rmax) (Gflops) |
Rpeak Sum (Rmax) (Gflops) |
处理器总数 |
---|---|---|---|---|---|
![]() |
161 | 32.2 | 3,725,850,800 | 5,711,149,171 | 40,077,020 |
![]() |
104 | 20.8 | 407,239,784 | 770,545,405 | 22,605,992 |
![]() |
36 | 7.2 | 256,265,750 | 391,132,706 | 4,292,044 |
![]() |
32 | 6.4 | 669,834,060 | 866,458,051 | 11,374,380 |
![]() |
23 | 4.6 | 173,226,000 | 249,513,264 | 3,967,382 |
![]() |
15 | 3 | 81,707,084 | 142,086,064 | 2,048,112 |
![]() |
12 | 2.4 | 41,208,360 | 71,911,529 | 845,984 |
![]() |
8 | 1.6 | 88,682,560 | 128,264,430 | 1,551,012 |
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8 | 1.6 | 33,959,120 | 56,740,440 | 547,728 |
![]() |
8 | 1.6 | 46,729,150 | 88,175,939 | 775,232 |
![]() |
7 | 1.4 | 253,229,000 | 370,262,898 | 2,911,152 |
![]() |
7 | 1.4 | 73,715,000 | 101,737,460 | 741,328 |
![]() |
6 | 1.2 | 55,253,040 | 98,982,254 | 1,798,260 |
![]() |
6 | 1.2 | 22,500,500 | 32,727,068 | 355,648 |
![]() |
5 | 1.0 | 42,767,840 | 60,177,375 | 532,416 |
![]() |
5 | 1.0 | 13,364,020 | 26,320,890 | 335,360 |
![]() |
4 | 0.8 | 28,563,790 | 38,600,165 | 650,260 |
![]() |
3 | 0.6 | 9,037,830 | 15,785,890 | 234,112 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,224,910 | 17,031,160 | 312,832 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,953,340 | 12,082,026 | 244,488 |
![]() |
3 | 0.6 | 320,788,310 | 443,391,175 | 2,584,576 |
![]() |
3 | 0.6 | 10,923,400 | 17,099,060 | 148,800 |
![]() |
2 | 0.4 | 11,297,560 | 19,562,790 | 220,752 |
![]() |
2 | 0.4 | 9,589,400 | 12,914,040 | 163,584 |
![]() |
2 | 0.4 | 12,806,560 | 18,291,180 | 172,544 |
![]() |
2 | 0.4 | 9,013,750 | 12,164,803 | 142,368 |
![]() |
2 | 0.4 | 5,038,378 | 6,809,088 | 133,152 |
![]() |
2 | 0.4 | 6,918,000 | 10,047,000 | 156,480 |
![]() |
1 | 0.2 | 6,470,800 | 10,296,115 | 153,216 |
![]() |
1 | 0.2 | 3,158,110 | 5,014,730 | 71,232 |
![]() |
1 | 0.2 | 4,518,870 | 5,942,000 | 144,384 |
![]() |
1 | 0.2 | 8,146,000 | 13,773,060 | 87,296 |
![]() |
1 | 0.2 | 2,717,000 | 3,094,020 | 23,200 |
![]() |
1 | 0.2 | 3,088,500 | 4,669,510 | 28,768 |