超级计算机500强性能排行榜

周一，全球最新500强最快超级计算机排行时榜出炉。新排行时榜采用了新的速度测试计算方法。

图：IBM机器模拟复杂的汽蚀现象。该超级计算机在榜单中排名第3   20多年来，超级计算机速度测试一直使用“Linpack基准”测试体系。最新的排行时榜采用了“高性能共轭梯度变化曲线”（HPCG）测试法，这种测试法可以更好的预测一台超级计算机的现实功用。   另外，新测试体系还抛弃了对一些附带的专门“加速器”性质处理器的测试，比如图形芯片。   田纳西大学研究员Jack Dongarra表示，HPCG系统已经进入测试阶段，未来几年仍有调整的空间。他也是Linpack测试法的作者。据悉，Linpack不会被放弃，而是和新的测试办法一同使用。   排名前五的超级计算机和6月的榜单相比没有发生变化：   1、天河二号，位于中国广州国家超级计算机中心。运行速度33.9 petaflops（注：1petaflop等于每秒进行1千万亿次的数学运算）。   2、泰坦（Titan），位于美国橡树岭国家实验室。运行速度17.6 petaflops。   3、红杉（Sequoia），位于美国劳伦斯Livermore国家实验室，为IBM计算机。运行速度7.2 petaflops。   4、K计算机（K Computer），位于日本理化学研究所中的高级研究院，为富士通科学计算机。运行速度10.5 petaflops。   5、米拉（Mira），位于美国阿贡国家实验室，为IBM计算机。运行速度8.5 petaflops。

第六名是才跻身前10的新进超级计算机：位于瑞士国家超级计算机中心的比兹顿特（Piz Daint）。   图：从第500名到第1名，该图显示了全球超级计算机500强的性能不断攀升的过程。（垂直轴表示对数标度，横线中的每一个水平线表示性能增加10倍）   Dongarra表示，HPCG测试法很早就开始酝酿了，早至2004年。   Linpack的缺陷是测试范围非常有限。这种方法可以很好测试某些类型的数学计算，但在Linpack测试当中得高分的机器不一定能在其它类型的数学计算中表现优异。Linpack法在测试时会大量从内存获取数据，导致不规则的访问内存。另外，Linpack方法还太强调“浮点”运算数值。   类似英伟达和AMD制造的图形芯片（GPU）以及英特尔的Xeon Phi这样的辅助芯片可以大幅提升浮点运算分数。   这些加速器芯片在某些环境下可以大幅提高测试分数。与此同时，研究人员正在让超级计算机软件利用这些加速器芯片，软件工具正在帮助他们。   图：类似GPU这样的图形处理器单元加速器是很常见的提高超级计算机性能的办法，但新的测试方法可能将重点放在CPU上   超级计算机的工作正在延伸到其它市场。IBM周一宣布和英伟达合作，英伟达的图形芯片将帮助提高Power8芯片服务器的商业软件性能。   超级计算机的一个应用例子：可以帮助理解物理材料的基本特性。IBM红杉超级计算机能够帮助研究“汽蚀”（cavitation，冲击波穿过液体）现象。   利用一个流体动力学仿真模型，红杉超级计算机将一个液体模型分解为13万亿个三维细胞。超级计算机模拟出1.5万个气泡，演示汽蚀现象。气泡的破灭会形成新的冲击波，这对潜艇螺旋桨以及管道中的流体动力学研究很有帮助。   图：位于美国劳伦斯Livermore国家实验室的红杉超级计算机

红杉是是由IBM制造的Blue Gene/Q系统，它并未使用加速器芯片。不过，入围全球500强的超级计算机中有53台使用了加速器芯片。英伟达为其中的38台提供芯片，13台使用了英特尔的Xeon Phi，2台使用了ATI的加速芯片。   6月的榜单中，第500名超级计算机的性能为96.6 teraflops（注：1teraflops等于每秒进行1万亿次数学运算），11月的排行时榜中，第500名超级计算机性能为117.8 teraflops。有136种新系统入围前500强。   整个500强超级计算机的性能从6月的223 petaflops提高到现在的250 petaflops。   惠普和IBM是主要的超级计算机供应商。前500强中，有196台是由惠普生产，164台为IBM制造。不过，IBM的系统更为强大。在整个500强中，IBM机器贡献了66 petaflops，惠普机器贡献的性能为18petaflops。   图：惠普和IBM是主要的超级计算机供应商。惠普数量多，IBM机器的性能更强大。