段時間全球超算TOP 500最新榜單公布，各超算系統(tǒng)的排名有升有降，爭奪激烈，只有我國的神威·太湖和天河二號毫無懸念地又一次分別蟬聯(lián)冠亞軍（第四次）。下面為大家介紹當(dāng)今世界最強大的十臺超級計算機，以及它們的“TOP 500之路”。
10、K Computer
由富士通為日本RIKEN計算機科學(xué)高等研究院(AICS)建造的K Computer，在2011年6月時是世界上運行速度最快的計算機，到了2017年11月已經(jīng)成功跌落至全球超級計算機TOP 500名單中的第10位。K Computer在榜單里基于Sparc的計算機中排名最高，使用88,128個運行頻率為2GHz的SPARC64 VIIIfx八核處理器，共計705,024個內(nèi)核。它具有10.51 petaflops的最大持續(xù)性能和11.28 petaflops的峰值性能。然而它沒有什么值得驕傲的：它的每瓦特性能僅為0.83 gigaflops，是前十名中效率最低的機器。
9、Oakforest-PACS
第九位Oakforest-PACS是另一臺富士通建造的機器，為日本聯(lián)合高級高性能計算中心建造。基于富士通的Primergy CX1640集群，并使用英特爾Omni-Path互聯(lián)，Oakforest-PACS于2016年11月進入排名第6位，但一年后滑落至第9位。其8178個Intel Xeon Phi 7250處理器共有556,104個核心。最高性能可達13.55 petaflops，峰值性能達到24.91 petaflops。它的功耗效率是每瓦4.986 gigaflops。
8、Cori
Cori是克雷公司建造的(Cray)，它屬于美國能源部，坐落在勞倫斯伯克利國家實驗室。 Cori于2016年11月進入Top500排行榜，比日本的Oakforest-PACS高出一位，同時也是一路下滑。 2017年11月排在第8位。與Oakforest-PACS相同的另一件事是，同樣使用Intel的Xeon Phi處理器。其中有9152個核心，總共有622336個內(nèi)核，最大持續(xù)性能為14.01 petaflops，峰值性能為27.88 petaflops。Cori的能源效率低于日本的Oakforest-PACS，每瓦3.558 gigaflops，不太能讓人印象深刻。
7、Trinity
由克雷公司為美國能源部門的洛斯阿拉莫斯國家實驗室建造的Trinity，在2017年夏季得到了升級，將其推到了500強名單的后面。它在2015年11月排名第六，配備18,816個Intel Xeon E5 16核心處理器，但排名穩(wěn)步下滑，曾一度降至第十位。2017年11月，升級后的Trinity配備9,984個Intel Xeon Phi 68-核心處理器，攀升至第七位，共979,968個內(nèi)核，最大持續(xù)性能和峰值性能分別達到14.14 petaflops和43.90 petaflops。總的來說，它的耗電量Cori低一點，效率稍高一點，為每瓦特3.678 gigaflops。
6、Sequoia
Sequoia在2012年6月份時是世界上最強大的超級計算機，但自那時以來排名一直下滑。到2017年11月，已經(jīng)滑落到第六位。與Cori和Trinity一樣，Sequoia屬于美國能源部，坐落在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室。不同的是，Sequoia由IBM建造，并使用該公司的16核Power BQC芯片與定制的互連技術(shù)。它有98,304個處理器，總共有1,572,864個內(nèi)核，每個內(nèi)核有1G的RAM。實現(xiàn)了17.17 petaflops的最高持續(xù)性能和20.13 petaflops的最高性能。在能源效率方面，能夠提供每瓦特2.177 gigaflops的中等功率。
5、Titan
Titan在2012年11月進入Top500排行榜的時候，打敗了當(dāng)初的Sequoia成功登頂，但是在2017年11月之前已經(jīng)滑落到第五位。它是美國能源部電腦中最強大的，位于橡樹嶺美國國家實驗室。它和Cori及Trinity一樣，是由克雷公司生產(chǎn)的，但與后兩者不同的是，它采用了AMD公司的16核Opteron 6274芯片和Nvidia Tesla加速器。它擁有總共560,640個內(nèi)核，最大持續(xù)性能達到17.59 petaflops，峰值性能達到27.11 petaflops。能效達到每瓦特2.143 gigaflops。
4、Gyoukou
Gyoukou為日本海洋地球科學(xué)和技術(shù)機構(gòu)所有。它是一款名為Earth Simulator的超級計算機的“繼承者”，并于2017年6月首次進入Top500榜單，排名第69位。自那時以來，制造商ExaScaler又增加了數(shù)百萬個加速器核心，到2017年11月，它已攀升至第四位。1250個Intel Xeon 16核處理器，采用Infiniband EDR互連，Gyoukou大部分性能來自于通過Pezy-SC2加速器加速的19,840,000個內(nèi)核。它可以實現(xiàn)最高19.14 petaflops的持續(xù)性能以及28.19 petaflops的峰值性能。Gyoukou的突出特點是其效率為每瓦特14.17 gigaflops，幾乎是其競爭對手效率的兩倍。
3、Piz Daint
Piz Daint自2012年11月以來一直在TOP 500名單中攀升，當(dāng)時它配備了1,504個Intel Xeon E5-2670處理器，占據(jù)第114位。自那時起，它的所有機構(gòu)——瑞士國家超級計算中心和制造商克雷公司對其進行了一系列升級。六個月后，他們將處理器數(shù)量翻了三倍，將Piz Daint提升到了第42位，再過了六個月又增加了Nvidia K20x加速器，將其提升到了第六位。在2016年，Cray將Xeons換成了新的型號E5-2690v3，每個型號都有12個內(nèi)核，而不是2670的8個內(nèi)核，用新型的Nvidia Tesla P100取代了K20x加速器。處理器數(shù)量的最終提升將Piz Daint推到了2017年6月的第三名，到11月份還沒有被超越。它的361,760個內(nèi)核提供了19.59 petaflops的最大持續(xù)性能和25.33 petaflops的峰值性能。其效率為每瓦特8.622 gigaflops。
2、天河二號
天河二號屬于中國廣州國家超級計算機中心，從2013年6月到2016年6月為止，是全球最快的超級計算機，后來被神威·太湖之光擠下神壇。不過截至2017年11月，它仍然是世界上第二快的機器。它使用了Intel Xeon E5-2692v2和Intel Xeon Phi 31S1P處理器，總共有3,120,000個內(nèi)核和1 PB的RAM。天河二號的最高持續(xù)性能是33.86 petaflops，理論峰值性能是54.90 petaflops，功耗效率僅為每瓦特1.902 gigaflops，它畢竟是在2013年建成的。而據(jù)最新消息，今年年底天河二號將使用全新的國產(chǎn)Matrix 2000加速器，替換原有的Intel加速器，正式成為真正的國產(chǎn)超算，其最大運算速度也將大大提升，達到目前性能的近三倍。
1、神威·太湖之光
神威·太湖之光連續(xù)第四次領(lǐng)跑全球超級計算機TOP 500榜單，位于國家超級計算無錫中心，于2016年6月首次亮相。它沒有加速器芯片，依靠的是40960個申威26010處理器，每個擁有260個核心，提供了93.01 petaflops的最大持續(xù)性能和125.44 petaflops的理論峰值性能。功耗效率是非常可觀的每瓦特6.051 gigaflops。
段時間全球超算TOP 500最新榜單公布，各超算系統(tǒng)的排名有升有降，爭奪激烈，只有我國的神威·太湖和天河二號毫無懸念地又一次分別蟬聯(lián)冠亞軍（第四次）。下面為大家介紹當(dāng)今世界最強大的十臺超級計算機，以及它們的“TOP 500之路”。
10、K Computer
由富士通為日本RIKEN計算機科學(xué)高等研究院(AICS)建造的K Computer，在2011年6月時是世界上運行速度最快的計算機，到了2017年11月已經(jīng)成功跌落至全球超級計算機TOP 500名單中的第10位。K Computer在榜單里基于Sparc的計算機中排名最高，使用88,128個運行頻率為2GHz的SPARC64 VIIIfx八核處理器，共計705,024個內(nèi)核。它具有10.51 petaflops的最大持續(xù)性能和11.28 petaflops的峰值性能。然而它沒有什么值得驕傲的：它的每瓦特性能僅為0.83 gigaflops，是前十名中效率最低的機器。
9、Oakforest-PACS
第九位Oakforest-PACS是另一臺富士通建造的機器，為日本聯(lián)合高級高性能計算中心建造。基于富士通的Primergy CX1640集群，并使用英特爾Omni-Path互聯(lián)，Oakforest-PACS于2016年11月進入排名第6位，但一年后滑落至第9位。其8178個Intel Xeon Phi 7250處理器共有556,104個核心。最高性能可達13.55 petaflops，峰值性能達到24.91 petaflops。它的功耗效率是每瓦4.986 gigaflops。
8、Cori
Cori是克雷公司建造的(Cray)，它屬于美國能源部，坐落在勞倫斯伯克利國家實驗室。 Cori于2016年11月進入Top500排行榜，比日本的Oakforest-PACS高出一位，同時也是一路下滑。 2017年11月排在第8位。與Oakforest-PACS相同的另一件事是，同樣使用Intel的Xeon Phi處理器。其中有9152個核心，總共有622336個內(nèi)核，最大持續(xù)性能為14.01 petaflops，峰值性能為27.88 petaflops。Cori的能源效率低于日本的Oakforest-PACS，每瓦3.558 gigaflops，不太能讓人印象深刻。
7、Trinity
由克雷公司為美國能源部門的洛斯阿拉莫斯國家實驗室建造的Trinity，在2017年夏季得到了升級，將其推到了500強名單的后面。它在2015年11月排名第六，配備18,816個Intel Xeon E5 16核心處理器，但排名穩(wěn)步下滑，曾一度降至第十位。2017年11月，升級后的Trinity配備9,984個Intel Xeon Phi 68-核心處理器，攀升至第七位，共979,968個內(nèi)核，最大持續(xù)性能和峰值性能分別達到14.14 petaflops和43.90 petaflops。總的來說，它的耗電量Cori低一點，效率稍高一點，為每瓦特3.678 gigaflops。
6、Sequoia
Sequoia在2012年6月份時是世界上最強大的超級計算機，但自那時以來排名一直下滑。到2017年11月，已經(jīng)滑落到第六位。與Cori和Trinity一樣，Sequoia屬于美國能源部，坐落在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室。不同的是，Sequoia由IBM建造，并使用該公司的16核Power BQC芯片與定制的互連技術(shù)。它有98,304個處理器，總共有1,572,864個內(nèi)核，每個內(nèi)核有1G的RAM。實現(xiàn)了17.17 petaflops的最高持續(xù)性能和20.13 petaflops的最高性能。在能源效率方面，能夠提供每瓦特2.177 gigaflops的中等功率。
5、Titan
Titan在2012年11月進入Top500排行榜的時候，打敗了當(dāng)初的Sequoia成功登頂，但是在2017年11月之前已經(jīng)滑落到第五位。它是美國能源部電腦中最強大的，位于橡樹嶺美國國家實驗室。它和Cori及Trinity一樣，是由克雷公司生產(chǎn)的，但與后兩者不同的是，它采用了AMD公司的16核Opteron 6274芯片和Nvidia Tesla加速器。它擁有總共560,640個內(nèi)核，最大持續(xù)性能達到17.59 petaflops，峰值性能達到27.11 petaflops。能效達到每瓦特2.143 gigaflops。
4、Gyoukou
Gyoukou為日本海洋地球科學(xué)和技術(shù)機構(gòu)所有。它是一款名為Earth Simulator的超級計算機的“繼承者”，并于2017年6月首次進入Top500榜單，排名第69位。自那時以來，制造商ExaScaler又增加了數(shù)百萬個加速器核心，到2017年11月，它已攀升至第四位。1250個Intel Xeon 16核處理器，采用Infiniband EDR互連，Gyoukou大部分性能來自于通過Pezy-SC2加速器加速的19,840,000個內(nèi)核。它可以實現(xiàn)最高19.14 petaflops的持續(xù)性能以及28.19 petaflops的峰值性能。Gyoukou的突出特點是其效率為每瓦特14.17 gigaflops，幾乎是其競爭對手效率的兩倍。
3、Piz Daint
Piz Daint自2012年11月以來一直在TOP 500名單中攀升，當(dāng)時它配備了1,504個Intel Xeon E5-2670處理器，占據(jù)第114位。自那時起，它的所有機構(gòu)——瑞士國家超級計算中心和制造商克雷公司對其進行了一系列升級。六個月后，他們將處理器數(shù)量翻了三倍，將Piz Daint提升到了第42位，再過了六個月又增加了Nvidia K20x加速器，將其提升到了第六位。在2016年，Cray將Xeons換成了新的型號E5-2690v3，每個型號都有12個內(nèi)核，而不是2670的8個內(nèi)核，用新型的Nvidia Tesla P100取代了K20x加速器。處理器數(shù)量的最終提升將Piz Daint推到了2017年6月的第三名，到11月份還沒有被超越。它的361,760個內(nèi)核提供了19.59 petaflops的最大持續(xù)性能和25.33 petaflops的峰值性能。其效率為每瓦特8.622 gigaflops。
2、天河二號
天河二號屬于中國廣州國家超級計算機中心，從2013年6月到2016年6月為止，是全球最快的超級計算機，后來被神威·太湖之光擠下神壇。不過截至2017年11月，它仍然是世界上第二快的機器。它使用了Intel Xeon E5-2692v2和Intel Xeon Phi 31S1P處理器，總共有3,120,000個內(nèi)核和1 PB的RAM。天河二號的最高持續(xù)性能是33.86 petaflops，理論峰值性能是54.90 petaflops，功耗效率僅為每瓦特1.902 gigaflops，它畢竟是在2013年建成的。而據(jù)最新消息，今年年底天河二號將使用全新的國產(chǎn)Matrix 2000加速器，替換原有的Intel加速器，正式成為真正的國產(chǎn)超算，其最大運算速度也將大大提升，達到目前性能的近三倍。
1、神威·太湖之光
神威·太湖之光連續(xù)第四次領(lǐng)跑全球超級計算機TOP 500榜單，位于國家超級計算無錫中心，于2016年6月首次亮相。它沒有加速器芯片，依靠的是40960個申威26010處理器，每個擁有260個核心，提供了93.01 petaflops的最大持續(xù)性能和125.44 petaflops的理論峰值性能。功耗效率是非常可觀的每瓦特6.051 gigaflops。
級計算機是指信息處理能力比個人計算機快一到兩個數(shù)量級以上的計算機，它在密集計算、海量數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為高性能計算技術(shù)產(chǎn)品的超級計算機，又稱巨型機，是與高性能計算機或高端計算機相對應(yīng)的概念，以下為2021年6月全球超級計算機top10：
制造商：富士通
處理器核芯：7630848個；峰值(Rmax)：442010 TFlop/s
在全球超級計算機TOP500榜單上，奪得冠軍的是日本的超算Fugaku，中文名字叫“富岳”，該系統(tǒng)為日本理化學(xué)研究所(RIKEN) 與富士通公司共同開發(fā)。當(dāng)前系統(tǒng)處理器個數(shù)已經(jīng)由7299072個升級到了7630848個，Rmax由415530升級到了442010 TFlop/s。Fugaku超算原來被稱為“Post K”，是曾經(jīng)的世界第一K computer產(chǎn)品的第四代，采用ARM架構(gòu)的富士通A64FX處理器。
制造商：IBM
處理器核芯：2414592個；峰值(Rmax)：148600 TFlop/s
頂點Summit是IBM和美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）推出的新超級計算機，速度足以擊敗全球其他系統(tǒng)，其理論峰值性能達到每秒200 petaflops。Summit 要比神威·太湖之光快 60%，比同在橡樹嶺實驗室的 Titan——前美國超算記錄保持者要快接近 8 倍。而在其之下，近 28,000 塊英偉達 Volta GPU 提供了 95% 的算力。
制造商：IBM
處理器核芯：1572480個；峰值(Rmax)：94640 TFlop/s
美國超級計算機Sierra被評為世界上第三快的計算系統(tǒng)，將支持國家核安全局（NNSA））確保國家核儲備的安全性，安全性和有效性的核心任務(wù)。美國國家能源局橡樹嶺國家實驗室已經(jīng)給它定下來要做的事情，助力科學(xué)家在高能物理、材料發(fā)現(xiàn)、醫(yī)療保健等領(lǐng)域的研究探索。其中在癌癥研究方面將用于名為“CANcer分布式學(xué)習(xí)環(huán)境（CANDLE）”的項目。
制造商：國家并行計算機工程技術(shù)研究中心
處理器核芯：10649600個；峰值(Rmax)：93015 TFlop/s
我國的神威 “太湖之光”超級計算機曾連續(xù)獲得top500四屆冠軍，該系統(tǒng)全部使用中國自主知識產(chǎn)權(quán)的處理器芯片。相比天河2號超算理論性能54.9PFLOPS(1PFLOPS=1千萬億次)、的計算能力，神威太湖之光(Sunway TaihuLight)的Linpack浮點性能大于93PFLOPS，理論浮點性能為125.4PFLOPS。雖然TOP500沒提，不過太湖一號應(yīng)該是全球首個理論性能達到10億億次的超算了，只不過最具代表性的Linpack峰值性能是9.3億億次，差一點就創(chuàng)造了新高。
制造商：HPE Cray
處理器核芯：672520個；峰值(Rmax)：22400 TFlop/s
Perlmutter 超級計算機是為了紀(jì)念天體物理學(xué)家Saul Perlmutter，它在美國國家能源研究科學(xué)計算中心 (NERSC) 服務(wù)于天體物理學(xué)、氣候科學(xué)等方面，Perlmutter 中含有 6,159 個 NVIDIA A100 Tensor Core GPU，是世界上最大的 A100 動力系統(tǒng)。
制造商：Nvidia
處理器核芯：555520個；峰值(Rmax)：63460 TFlop/s
Selene是英偉達公司（NVIDIA）繼其Saturn V、Circe之后的第三臺沖榜TOP500和Green500的超級計算機，其在2020年6月份的Green500排行榜上排名世界第二。Selene是一臺為支持新冠病毒研究而打造的超級計算機，位于美國阿貢國家實驗室，它基于NVIDIA最新的高可擴展集群架構(gòu)技術(shù)-DGX SuperPOD技術(shù)構(gòu)建，由280臺DGX A100服務(wù)器組成，包含CPU和GPU計算核心共計272800個，系統(tǒng)內(nèi)總內(nèi)存為560000GB，Linpack測試下整機功耗達到1344.19kW。
制造商：國防科大
處理器核芯：4981760個；峰值(Rmax)：61445 TFlop/s
天河二號曾經(jīng)6次蟬聯(lián)冠軍，采用麒麟操作系統(tǒng)，目前使用英特爾處理器，將來計劃用國產(chǎn)處理器替換，它不僅應(yīng)用于助力探月工程、載人航天等政府科研項目，還在石油勘探、汽車飛機的設(shè)計制造、基因測序等民用方面大展身手。
制造商：Atos
處理器核芯：449280個；峰值(Rmax)：44120 TFlop/s
這是目前歐洲最強大的超級計算機系統(tǒng)，位于德國于利希研究中心（FZJ），采用的是模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
制造商：DELL EMC
處理器核芯：669760個；峰值(Rmax)：35450 TFlop/s
埃尼公司推出了新的HPC5系統(tǒng)，這是世界上最強大的工業(yè)超級計算機，它的混合體系結(jié)構(gòu)使分子模擬算法特別有效。它的計算能力從18增加到52千萬億次/秒，相當(dāng)于每秒5200億次數(shù)學(xué)運算，使埃尼的超級計算生態(tài)系統(tǒng)達到70千萬億次/秒的峰值。事實上，HPC5是世界上工業(yè)領(lǐng)域最強大的超級計算機基礎(chǔ)設(shè)施，并使該公司在其數(shù)字化進程中達到另一個里程碑。
制造商：Cray
處理器核芯：448448個；峰值(Rmax)：23516 TFlop/s
這是英特爾和德州大學(xué)奧斯汀分校德克薩斯高級計算中心（TACC）、美國國家科學(xué)基金會（NSF）、戴爾科技集團和其它科技合作伙伴共同推出超級計算機，同時也是學(xué)術(shù)界最快的超級計算機—Frontera。Frontera系統(tǒng)搭載第二代英特爾至強可擴展處理器和英特爾傲騰數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存，可加快科學(xué)研究和創(chuàng)新速度。
超級計算機的用途有很多。目前，中國有 6 個超級計算中心，已經(jīng)構(gòu)建了從編譯器、操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境到應(yīng)用平臺的較為完善的軟件生態(tài)鏈。在中國的應(yīng)用領(lǐng)域涉及天氣氣候、航空航天、先進制造、新材料等眾多方面，尤其在工程技術(shù)領(lǐng)域，意義重大。