全球超级计算机500强

国际TOP500组织发布的排行榜

全球超级计算机500强是指国际TOP500组织发布的，全球已安装的超级计算机系统排名，始于1993年，由美国与德国超算专家联合编制，以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两次，其目的是促进国际超级计算机领域的交流和合作，促进超级计算机的推广应用。中国研制的曙光4000A和曙光5000A超级计算机曾两次位居全球第10名。德国莱比锡举行的“2013国际超级计算大会”上，正式发布了第41届全球超级计算机500强排名。由中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

发布机构

国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构，以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，由美国与德国超算专家联合编制，每年发布两次。

评选目的

目的是促进国际超级计算机领域的交流和合作，促进超级计算机的推广应用。

评选结果

2013

2013年6月，国际TOP500组织正式发布全球超级计算机500强排名榜，由国防科技大学计算机学院研制的中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”名列全球第五、亚洲第一，这是中国超级计算机在国际排行榜上的历史最好成绩。

“天河一号”超级计算机峰值速度和实测速度分别为每秒1206.19万亿次和563.1万亿次。在排行榜公布的全球前10台最快的超级计算机中，这是唯一的非美国产品。这表明中国超级计算机研制技术已进入世界前列，中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家。

2017

2017年6月19日，全球超级计算机500强榜单公布，中国“神威·太湖之光”和“天河二号”第三次携手夺得冠亚军，美国“泰坦”20多年来首次跌出前三｡

中国国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”每秒9.3亿亿次的浮点运算速度，被榜单编撰人形容为“毋庸置疑是这个星球上最强大的数字运算机器”｡它的核心部件全部为国产｡

中国国防科技大学研制的“天河二号”的浮点运算速度为每秒3.39亿亿次，此次依然排名第二｡

瑞士国家计算中心的“代恩特峰”经升级后浮点运算速度从每秒9.8千万亿次增至每秒1.96亿亿次，从半年前的第八名升至后来的第三名｡

“泰坦”自2012年上榜以来运算速度保持每秒1.76亿亿次没有变化，排名从第三跌至第四｡

不过，在前十名中，美国依然占据5席，超过其他国家｡日本占两席｡

综合上榜总数、芯片使用、厂商规模、实际应用等整体情况来看，毫无疑问，美国依然是超算“第一强国”｡

2017年11月13日，新一期全球超级计算机500强榜单发布，中国超级计算机“神威·太湖之光”和“天河二号”连续第四次分列冠亚军，且中国超级计算机上榜总数又一次反超美国，夺得第一。此次中国“神威·太湖之光”和“天河二号”再次领跑，其浮点运算速度分别为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。

美国则连续第二次没有超算进入前三名——不过，有业界人士指出，美国能源部正支持建造两台新的超算，其中一台的计算性能是“神威·太湖之光”的大约两倍，预计2018年投入使用，所以最快半年后，美国有望再次拥有全球最快的超算系统。

上榜总数，中国2016年6月以167台对165台的微弱优势，首次超过长期独占鳌头的美国；2016年11月的榜单，两国都有171台上榜，并列第一；2017年6月，美国以169台对159台反超中国，再获第一。2017年11月，中国上榜总数达到历史最高的202台，而美国降至144台，双方又一次交换位置。

2018

2018年11月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，美国超级计算机“顶点”蝉联冠军，中国超算上榜总数仍居第一，数量比上期进一步增加，占全部上榜超算总量的45%以上。中国超算“神威·太湖之光”和“天河二号”分别位列第三、四名。

2019

2019年11月19日，新一期全球超级计算机500强榜单面世，美国超级计算机“顶点”蝉联冠军，中国则继续扩大数量上的领先优势，在总算力上与美国的差距进一步缩小。

新一期榜单的前十位排名较上次未发生变化。美国超级计算机“顶点”以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度再次登顶，第二位是美国超算“山脊”，中国超算“神威·太湖之光”和“天河二号”分列三、四位。

在上榜数量上，中国境内有228台超算上榜，蝉联上榜数量第一，比半年前的榜单增加9台；美国以117台位列第二。从总算力上看，美国超算占比为37.1%，中国超算占比为32.3%。

2020

2020年6月23日，TOP500组织发布了最新的全球超级计算机TOP500榜单。榜单显示，日本采用ARM架构的超级计算机“富岳”超越中美，夺得全球超算冠军。排名第二和第三的超级计算机分别是美国的“顶点”系统，和“山脊”系统。中国超级计算机系统“神威·太湖之光”和“天河二号”分列榜单第四、第五位。中国入围的超级计算机数量为226台，占总体份额超过45%，位列世界第一。中国厂商联想、曙光、浪潮是全球前三的超算供应商，总交付312台，占TOP500份额超过62%。美国、日本分别以114台、30台的总量位列第二名和第三名。

2021

2021年，最新一期的全球超级计算机500强榜单公布，在业内外引起了不小关注。该榜单显示，日本超级计算机“富岳”（Fugaku）连续第四次登顶榜单，紧随其后的是美国超级计算机“顶点”（Summit）和“山脊”（Sierra），中国超级计算机“神威·太湖之光”，本次排名第四位。

2022

2022年上半年的榜单，日本超级计算机“富岳”在连续两年蝉联榜首之后，被“前沿”超越降至第二位。美国能源部下属橡树岭国家实验室开发的超算“前沿”运算峰值速度超过每秒100亿亿次。芬兰超算“卢米”位列第三，这是欧洲最大的超算。上次榜单位列第二的美国超算“顶点”此次降至第四位。美国能源部下属劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发的超算“山脊”位列第五。榜单十强中有两台超算来自中国，分别是位列第六的“神威·太湖之光”和第九的“天河二号”。

关联信息

天河一号

“天河一号”采用CPU和GPU相结合的异构融合计算体系结构，硬件系统主要由计算处理系统、互连通信系统、输入输出系统、监控诊断系统与基础架构系统组成，软件系统主要由操作系统、编译系统、并行程序开发环境与科学计算可视化系统组成。总体技术指标如下：

（1）峰值速度4700TFlops，持续速度2566TFlops（LINPACK实测值），内存总容量262TB，存储总容量2PB。

（2）计算处理系统：包含7168个计算结点和1024个服务结点。每个计算结点包含2路英特尔CPU和一路英伟达GPU，每个服务结点包含2路飞腾CPU。全系统共计23552个微处理器，其中英特尔至强X5670 CPU（2.93GHz、6核）14336个、飞腾－1000 CPU（1.0GHz、8核）2048个、英伟达M2050 GPU（1.15GHz、14核/448个CUDA核）7168个，CPU核共计102400个，GPU核共计100352个。

（3）互连通信系统：采用自主设计的高阶路由芯片NRC和高速网络接口芯片NIC，实现光电混合的胖树结构高阶路由网络，链路双向带宽160Gbps，延迟1.57us。

（4）输入输出系统：采用Lustre全局分布共享并行I/O结构，6个元数据管理结点，128个对象存储结点，总容量2PB。

（5）监控诊断系统：采用分布式集中管理结构，实现系统实时安全监测、控制和调试诊断。

（6）基础架构系统：采用高密度双面对插组装结构，冷冻水空调密闭风冷散热。环境温度10℃～35℃，湿度10%～90%。

（7）操作系统：64位麒麟Linux，面向高性能并行计算优化，支持能耗管理、高性能虚拟计算域等，可广泛支持第三方应用软件。

（8）编译系统：支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语言，支持OpenMP、MPI 并行编程，支持异构协同编程框架，高效发挥CPU和GPU的协同计算能力。

Frontier

美国Frontier内部使用的是AMD在2021年发布的第三代EPYC（霄龙）服务器处理器。采用了最新的技术，Frontier能耗同样也是排行榜中最优秀的，每瓦浮点运算能力达到522.3亿次。其52.23gigaflops/W的效能比超过了日本的Preferred Networks MN-3系统，在绿色500强中同样占据榜首地位。

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