日期:2014-01-01     来源: HPC100.cn
  袁国兴 北京应用物理与计算数学所,北京100088
  孙家昶 中国科学院软件研究所,北京100190 
  张林波 中国科学院数学与系统科学研究院,北京 100190
  张云泉 中国科学院计算技术研究所,北京 100190

1.  概述

在国际上,自1993年起每年都会按Linpack的测试性能公布在世界范围内已安装的前500台高性能计算机排行[1],这已成为高性能计算机研制生产、市场发展、应用交流和趋势分析预测的重要参考。2002年,中国软件行业协会数学软件分会首次发布中国高性能计算机排行榜,并在随后每一年的10月末或11月初公布当年度我国高性能计算机TOP100排行榜[2]。在过去的十余年间,由中国软件行业协会数学软件分会联合中国计算机学会高性能计算专业委员会与国家863高性能计算机评测中心发布的中国HPC TOP100排行榜为促进我国高性能计算机的研制及在众多领域的应用推广作出了贡献。
2013年10月29日,最新一期中国HPC TOP100排行榜在广西桂林召开的HPC China 2013年会上发布。本文基于最新排行榜数据,对我国高性能计算机的性能、制造厂商及应用领域进行了分析讨论。
系统测评技术对高性能计算机系统的研制、生产及应用至关重要。一直以来,对Linpack评测结果作为中国HPC TOP100的排行依据总有不同议论,同时国际相关学者也提出将HPCG软件包作为排行榜性能基准测试程序的可行性。本文根据中国HPC TOP100十二年历程及作者数十年来的测试和应用实践经验,对高性能计算机系统测评技术以及Linpack和HPCG软件包作了简要分析。

2. 2013中国HPC TOP100榜单分析

2.1 总体性能分析

2013年,中国HPC TOP100所有入榜系统的性能峰值均超过100 TFLOPS,其中峰值超过1 PFLOPS的系统达到6台,分别为部署于广州超级计算中心的天河二号超级计算机(峰值54.9 PFLOPS)、部署于国家超级计算天津中心的天河一号A系统(峰值4.7 PFLOPS)、部署于国家超算济南中心的神威蓝光系统(峰值1.07 PFLOPS)、部署于国家超算长沙中心的天河一号A-HN系统(峰值1.343 PFLOPS)、部署于国家超算深圳中心的曙光星云系统(峰值1.296 PFLOPS)以及部署于中科院过程工程研究所的Mole-8.5集群系统(峰值1.138 PFLOPS)。
部署于广州超级计算中心、由国防科技大学研制的天河二号超级计算机以33.863 PFLOPS的Linpack性能值(系统峰值54.902 PFLOPS)位居2013年中国HPC TOP100排行榜首位。此前,天河二号已在2013年6月德国莱比锡召开的2013国际超级计算大会(ISC‘13)上夺得世界HPC TOP500排行榜的首位。这也是我国自2011年天河一号A系统之后,第二次登上世界第一王座,这充分展现了我国高性能计算机的研发能力以及国家战略的成效。事实上,当前性能峰值超过1 PFLOPS的前六台系统均得到了国家科技部或财政部重大科技专项的支持。
和2012年中国HPC TOP100榜首的天河一号A系统相比,天河二号的Linpack测试性能提升了13.2倍。部署于中科院理论物理所、由曙光公司研制的GHPC1000系统以89.1 TFLOPS的Linpack浮点性能位于2013中国HPC TOP100排行榜的最末一位,此性能是去年同位置系统的1.8倍。2013年所有100台入榜系统的Linpack平均性能为573.1 TFLOPS,这是2012年平均性能160.1 TFLOPS的3.6倍。

2.2 制造商分析

图2给出了中国HPC TOP100机器制造商的上榜系统统计。2013年,所有100台上榜系统由曙光、IBM、HP等8家厂商或研制单位生产制造,其中曙光和IBM公司各以35套装机数再次并列数量份额第一名。HP、浪潮、国防科大、国家并行计算机工程技术研究中心、联想以及中科院过程所以13、7、4、4、1、1的装机数量分列3至6名。在装机数量上,以曙光、浪潮为首的国内厂商以52:48的微弱优势再次超过国外厂商IBM和HP,对照2002年中国HPC TOP50排行榜上榜国外厂商76%装机数量的绝对优势,我国近年来在高性能计算机研制领域的飞跃有目共睹。

从系统的Linpack性能来看,国防科技大学以37.4 PFLOPS、占100台系统总性能约37%的绝对优势连续第5年取得总性能第一。本届榜单中,国防科大有4台系统入榜,分别居于第1、2、4、34位,而其中居于34位、部署于广州超级计算中心的天河一号系统实际是同部署于广州的天河二号系统的先导系统。以4%数量的系统占据了近40%的性能份额,一方面,这充分体现了国防科大在高性能计算机研制上技术领先的水准;但另外一方面,我们也期望国防科大在TOP100榜单中能占据更多的位置,使先进的高性能计算系统研制技术在相关领域得到更多的应用。

2.3 应用领域分析

目前,100台系统分布于11个大的应用领域,其中用于互联网服务的系统最多,达到45台,其次是超算中心(10台)、政府部门(10台)、工业/工程(7台)等10个应用领域。事实上,如果加上电信(7台)和游戏(2台),本年度用于互联网服务的上榜HPC系统达到了惊人的54台,超过一半。一方面,这是得益于本年度云计算、大数据、移动互联网等领域的飞速扩张与发展,充分体现了HPC应用的最新动态;但另外一方面,由于互联网应用迥异于传统科学与工程计算(计算模式、系统需求等多个方面),这也促使TOP100发布者对榜单后续的发展进行深入的思考。
 


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