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日本最新超算「雷神」正式揭晓,美中日交替领衔全球超算Top榜单

2020-09-01 13:11:54    创事记 微博 作者:   

近日,日本核融合科学研究所公布了其最新超级计算机「等离子模拟器 雷神」。

雷神可以实现每秒钟1京500兆(1亿亿500万亿)次运算,未来将主要应用于模拟计算核融合必须的等离子现象。

最厉害超算:日本富岳问鼎世界之巅

雷神一名来源于公开募名。雷神(Raijin)是指日本私人信仰中负责闪电的神,是古代东方艺术的主题的象征。

据称,雷神矢量式超级计算机已于7月29日开始运行,通过连接540台NEC SX-Aurora TSUBASA A412-8,具有5 Petaflops的计算性能,每秒可计算1京500兆(1亿亿500万亿)次运算

不过日本新发布的雷神并非该国运算速度最快的计算机,实际上距离目前世界最快的超算、日本的 Fugaku (富岳) 超级计算机尚有很大距离,Fugaku超级计算机最快可以每秒达到41.55亿亿次的运算速度,预计在明年开始启用。

在6月份最新的TOP500超算排名中,使用48核ARM芯片的日本Fugaku超算位列世界第一。

曾在2011年的时候,日本凭借K超级计算机拿下了TOP500冠军,是世界上第一台每秒执行10万亿次运算的超级计算机,使用的是日本富士通研发的SPARC64处理器。去年,K超算退役。

Fugaku超算由日本理化研究所联合富士通打造,此前的代号叫Post-K,也就是京超算后一代的意思,最终以富士山的名字正式命名为Fugaku,共约有400台计算机组成。

值得注意的是这台超级计算机竟然是基于ARM架构的,这也是 TOP500 排行榜里首个采用ARM芯片的超级计算机。

除此之外,Fugaku还在注重超算应用性能的基准测试HPCG和人工智能超算性能Linpack基准测试HPL-AI中排名第一。

Fugaku超算的浮点部分是与ARM合作的SVE指令扩展,使用了512bit浮点运算单元,每个节点使用48核+4辅助核,IO及计算节点则是48核+4辅助核结构。

性能最好的Fugaku超级计算机在此次Green500上排名第九,每瓦能进行14.67 gigaflops 运算。它的功率效率仅次于Summit的14.72 gigaflops/watt。

而目前Fugaku超算的性能还不是完整版,后续还会继续升级到1000PFLOPS,也就是百亿亿次,最终要在2021年左右投入使用。

据理化研究所称,除了运算速度,Fugaku在其他三个部门也是第一,成为全球首个获得「四项冠军」。其他三个部门是产业方面利用较多的计算手法性能,用于AI领域的计算性能,以及成为大数据解析指标的解析性能。

美日中交替领先,算力=实力

为何各国要以举国之力研制新超算?

谁占据了算力的制高点,谁就有了领先社会发展的基础。因此,领衔世界首位的超级计算机就显得至关重要。

发展至今,超算已经广泛地应用在石油勘探、海洋环境、航空航天、人工智能、深度学习、生物医药、基因工程、数据挖掘、金融分析、公共服务等等领域,发展超算已然成为各国在科技方面综合国力的体现。

随着技术的不断发展,超算的运算速度也在不断地刷新。

2011年,日本京(K)超算第一次突破了每秒一亿亿次,超越了2010年排名第一的中国超算天河一号。

2013年,中国的天河二号以每秒5.49亿亿次的峰值计算速度成为世界最快超算。2016年中国研制的神威·太湖之光,成为世界第一台运算速度超十亿亿次的超算。

2018年美国IBM的Summit以峰值计算速度达到每秒18.77亿亿次稳居榜单首位。再到今年登顶的日本超算Fugaku,以每秒达到41.55亿亿次的运算速度。

图源:日经中文网

由此可见,美日中三国的超算研制同处于世界领先水平,并形成了交替领先的格局。

中国超算如何实现突破

在今年TOP500的超算排名中,中国的两台超算神威·太湖之光和天河二号分别位居第4第5位。

从近两年美国的Summit和Sierra超过了太湖之光,到如今的日本超算Fugaku登顶,似乎中国的实力又变弱了。

来源:日经中文网

曾经包揽冠军、亚军的太湖之光、天河二号至今依然处于停更的状态。

而今年的美国Sierra进行了更新,其Rmax从此前的71610TFlop/s提升至94640TFlop/s,Rpeak则从119193.6TFlop/s提升至125712TFlop/s,提升了效率,挤掉排名在前的太湖之光。

从排行榜来看,美国和日本还是处于领先地位。

中国国家并行计算机工程技术研究中心(NRCPC)开发的神威·太湖之光由 Sunway 260核 SW26010处理器提供动力。

中国国防科技大学开发的天河二号采用 Intel 至强 CPU 和定制的 Matrix-2000 协处理器的混合架构,HPL性能为61.4petaflop,目前部署在中国广州的国家超级计算机中心。

芯片是一个关键因素,如果超算用了多个芯片,可以同时执行多个任务,并行计算。但超算是综合技术实力的考量,所以芯片并非是唯一的关键因素。

国家超级计算无锡中心副主任的付昊桓曾表示,「自主可控的全新硬件架构是神威·太湖之光超级计算机的核心竞争力之一,但与x86处理器截然不同的硬件特性,对软件生态建设也有特殊的要求」。

与超算硬件相对独立的阶梯式发展不同,应用软件的发展需要长期的积累。

目前,超算早已成为了大国角力的擂台,从日本、美国处于领先地位来看,中国超算依然还有很长的一段路要走。

参考链接:

https://www.cnbeta.com/articles/tech/1022393.htm

(声明:本文仅代表作者观点,不代表新浪网立场。)

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