根據最新發佈的世界500強超級電腦排行榜(Top 500),中國首度超過美國,在超級電腦的數量和整體性能方面處於世界領先地位。此外,在最排行榜中,只有浪潮集團(Inspur)和中科曙光(Sugon)這兩家中國系統供應商明顯展現成長。

從數量來看,中國目前在Top 500排行榜佔了201強,這是迄今規模最大的一次,因而成為全球擁有最多超級電腦的國家。相形之下,美國僅佔145個名額,是Top 500排行榜發佈以來數量最低的一次。而在整體效能表現方面,中國還領先了35.5%,排名第二的是美國,達到29.8%。

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相較於六個月前的排名,美國以169套系統勝中國的160套系統,仍保有其傳統的領先地位。這兩個國家在排行榜上一直遙遙領先,排名第三的日本僅35套系統,其後是德國20套系統。

中國持續在超級電腦領域快速崛起,但美國也準備好明年「東山再起」。美國田納西大學(University of Tennessee)電子工程與電腦科學教授Jack Dongarra說:「過去15年來,中國一直在打造和開發超級電腦。在2001年的Top 500排行榜單上還看不到中國有任何系統。」

「但中國持續開發,並不斷地以中國製造的系統取代西方技術。這是一個很大的市場。當然,IBM把伺服器業務出售給聯想(Lenovo)也是造成這個趨勢的原因之一。」

如今,在全球競相於2020年以前打造首台「百萬兆級」(exascale)電腦的競賽中,中國就有三台正在開發中。預計將打敗計劃在2021年推出exascale系統的美國Pathforward計劃。

然而,Dogarra指出,美國能源部(DoE)旗下實驗室預計將在明年部署新系統,直接達到exascale級的目標,超越目前Top 500的任何國家。因此,美國可望在明年超越中國,至少能在單一系統勝出,但中國很可在2020年再次超越。

Dongarra說:「目前全世界最快的超級電腦——中國『神威·太湖之光』(Sunway TaihuLight)已經達到1/8 exaflop的運算效能了。隨著下一代處理器效能進展,預計他們將透過新技術達到exascale等級的運算效能,並進一步擴展現有的系統。

在最新發佈的Top 500排名中,中國同時拿下冠、亞軍的寶座,兩大系統分別達到93和33.86 petaflops運算效能。美國則有4台系統躋身前十大,以Linpack基準測量達17.59~14 petaflops的效能分別佔據第四到第八的位置。

然而,Linpack的衡量基準一直被認為有所限制,只適用於評估性能或實際的工作負載。今年的Top 500編輯群也開始採用另一套「高效能共轭梯度基準」(High-Performance Conjugate Gradient;HPCG),以提供更加平衡的觀點。

Linpack測試系統求解線性代數方程式的速度。HPCG則使用各種計算方法,包括稀疏矩陣乘法等,Top 500的編輯認為這種途徑更貼切表現典型的超級電腦任務。

採用HPCG基準測試來看,目前排名第10的富士通「京速超級電腦」(K computer)系統功能最強大,可達到602.7 TFLOPS的運算效能。與其最接近的是目前排名第二的「天河二號」(Tianhe-2),運算效能為580.0TFLOPS。

中國目前領先的系統「太湖之光」則將排名第五,HPCG基準測得的運算效能約480.8TFLOPS,位居美國最強大的系統Trinity超級電腦之後。採用HPCG基準測得的Trinity運算效能為546.1TFLOPS。

浪潮、曙光供應量領先

以系統供應來看,慧與科技(Hewlett-Packard Enterprise;HPE)仍穩居Top 500的傳統寶座,以123台的供應量冠,但已較六個月前的數字下滑了。

中國的聯想居次,供應81台,也較先前的88台減少。但真正令人驚訝的是中國有兩家二線供應商成為排行榜上顯示成長的「唯二」廠商——浪潮和曙光。

浪潮以供應56台系統排名第三,該公司在六個月前才僅供應20台。曙光則從今年六月供應44名加到51台,在最新的榜單上排名第五。而華為(Huawei)則供應19台系統。

浪潮和曙光是唯一可在Top 500看到成長的兩家系統供應商。浪潮的系統在Top 500的整體表現上貢獻了6.3%,曙光則貢獻了5.2%。

以整體運算效能來看,Cray和HPE分別以19.5%和15.2%,持續穩居前兩大供應商位置。中國國家平行運算工程技術研究中心(NRCPC)由於研發神威·太湖之光系統而得以躋身第三,聯想則以9.1%位居第三。

在半導體領域,英特爾(Intel)仍然在Top 500中佔據主導地位—搭配Nvidia GPU。在全部的系統中囊括了94.2%——約471台系統,都採用了英特爾的處理器,較先前統計的92.8%持續增加中。

編譯:Susan Hong

(參考原文:China Passes U.S. in Supercomputers,by Rick Merritt)