日本“富岳”在四项超级计算机世界排名中实现“三连冠”

澎湃新闻见习记者 邵文

日本的“富岳”(富士山的别称)在超级计算机“TOP500”、“HPCG”、“HPL-AI”、“Graph500”榜单中连续三期排名世界第一。

超级计算机(Supercomputer)通常是体量巨大、造价高昂的设备,拥有数以万计的处理器,旨在执行专业性强、计算密集型的任务,可完成极端尺度的宇宙模拟、为药物反应预测寻找新途径、发现可用于制造高效有机太阳能电池的新材料等任务,应用于人工智能、生物医药和智慧城市建设等多个领域。

“TOP500”、“HPCG”、“HPL-AI”、“Graph500”都是用来判断超级计算机性能的评价指标,每年更新两次(6月与11月)。但没有一个指标能够完全反映计算机系统的全部性能,每一个都只是代表性能的一个方面,比如数据处理性能、系统软件性能、浮点性能,或者科学工程计算的性能等。

“HPCG”、“HPL-AI”和“TOP500”的排名结果已于6月28日在2021ISC高性能计算大会上公布。据富士通官方网站消息,“Graph500”将于7月1日公布。

“HPL-AI”由“TOP500”榜单发起人、美国工程院院士Jack Dongarra发起,该标准使用混合精度的LU分解评估智能超级计算机的性能,是一种AI超算基准测试方法,可以更好展现超算的AI性能。 

HPCG(High Performance Conjugate Gradient)由Jack Dongarra等发起,是关于高性能共轭梯度处理速度的排名,主要用来衡量超级计算机在解决实际问题时的能力。它使用更复杂的微分方程计算方式,来全面衡量超级计算机的性能。与Linpack基准测试相比,HPCG的测试原理更加接近真实的工程场景与行业应用,除关注运算速度之外,它还会在计算性能、内存性能以及网络延迟等多个元素之间进行综合考量。

“Graph500”由美国圣地亚国家实验室发起,主要评估超算系统遍历超大规模数据结构的能力。在2020年11月公布的榜单中,我国的“神威·太湖之光”超级计算机为“Graph500”排行榜单第二名。

“TOP500”由国际TOP500组织发布,是世界超级计算机最权威的排名机构之一。榜单以LINPACK的执行性能为指标,对世界上最快的计算机系统500强进行排名和评估。其通过对超级计算机采用高斯消元法求解一元N次稠密线性代数方程组的测试,评价高性能计算机的浮点计算性能,根据测试值高低排名。在此基准测试中获高分需要长时间进行大规模的测试,因此,LINPACK通常被认为是计算能力和可靠性的综合指标。

在最新发布的“TOP500”榜单中,富岳每秒可以计算44.201 TFlop,是排名第二的美国橡树岭国家实验室超算“Summit”(14.86 TFlop)的约3倍。我国的“神威·太湖之光”超级计算机位列第四,每秒可以计算9.30146 TFlop。TOP500榜单中,中国超级计算机共192台(上一次221台),美国为122台(上一次113台)。

“富岳”超算系统基于富士通定制的ARM A64FX处理器,拥有158976个节点,4.85PB总内存,163PB/s内存带宽,15.9PBNVMeL1存储。“富岳”超级计算机是2019年退役的超算“京”的后续机型,由日本理化学研究所和富士通公司共同开发,已用于新冠病毒飞沫飞散模拟和治疗药探索等。此外,“富岳”也应用于提高气象预报和全球变暖预测精确度的研究。

日本科研人员就曾使用“富岳”,将传染性较强的新冠病毒变异毒株(Delta)与原始毒株的传播风险进行了模拟计算和比较。日本科研人员发现,最早在印度被分离出的德尔塔(Delta)毒株传染性为原始毒株的2.5倍。

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