TOP500公布：天河第五 英特尔占八成

今天公布了第34届全球超级计算机五百强排行榜，其中两点特别值得关注：著名超级计算机厂商Cray终于挤掉IBM，史上第一次登上了榜首宝座；我国第一台国产千万亿次(峰值性能/PetaFlops)超级计算机“天河一号”历史性地杀到了第五位，中国也是继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

近年来IBM凭借蓝色基因系列长期霸占榜首位置，位于美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、PowerXCell+Opteron处理器打造的“走鹃”(Roadrunner)还在2008年夏天第一个将Linpack实测最大性能带到了PFlops级别(每秒一千万亿次浮点计算)。经过三次努力后，Cray打造、位于美国橡树岭国家实验室计算科学中心的“美洲虎”(Jaguar)终于登顶成功，以1.759PFlops的最大性能傲视群雄(峰值性能2.331PFlops)。事实上在此前两次排行中，美洲虎与走鹃之间的性能差距也不过仅仅4%。

美洲虎半年间性能猛增69%的秘密在于处理器核心数量的暴涨：在配备AMD刚刚发布的六核心“伊斯坦布尔”Opteron 2435 2.6GHz(单颗浮点性能10.4GFlops)后，美洲虎的核心数从129600个增至224162个(+73%)，且每核心搭配2GB内存，每个完整的计算节点由12个处理核心和16GB共享内存组成，整套系统300TB内存、10PB(10000TB)硬盘。

另外走鹃系统中有两个联机单元(CU)被分离出去执行其他任务，Linpack性能反而从1.105PFlops降低到1.042PFlops，也间接成就了美洲虎。

Cray和橡树岭早在今年六月份就表示，他们没有把美洲虎的计算能力浪费在Linpack测试上，而是迅速投入了科学难题中，而且当时就算胜出IBM走鹃也是微弱优势，不如再耐心等待半年，给世界一个大大的意外。

据称，美洲虎系统只用17小时17分钟就搞定了一个n=5474272的线性方程系统。

从1976年开始，Cray就一直是超级计算机市场的No.1。在1993年6月TOP500榜单第一次发布的时候，其中41%的系统都来自Cray，第二名的富士通也仅占13.8%。之后高性能计算市场风云突变，Cray丢掉了领先地位，混迹于高端政府实验室和学术研究中，IBM、HP等则迅速崛起。

在最新排行榜中Cray的系统只有19套，也就是说份额仅为可怜的3.8%，不过其中14套都在前一百名，而且占据冠军和季军位置——排在第三名的“Kraken XT5”位于美国田纳西州大学国家计算科学研究院，也是出自Cray之手，处理器同样是伊斯坦布尔Opteron 2435，共计98928个处理核心，最大性能831.70TFlops。

德国JUGENE跌至第四位，而国防科技大学研制、十月底刚刚亮相、位于天津国家超级计算中心的天河一号(Tianhe-1)傲然屹立在第五位。这也是我国超级计算机的最好成绩，此前曙光4000A和曙光5000A曾两次排到第十位。

天河一号采用Intel Xeon E5540 2.53GHz/E5450 3.00GHz四核心处理器(分别为Nehalem和Penryn架构)、Infiniband网络、Linux操作系统，共有71680个处理核心、98304GB内存，最大性能563.10TFlops，峰值性能1206.19TFlops，主要用来执行石油勘探、大飞机设计模拟等任务。

特别值得一提的是，这是一套混合设计系统，使用Intel处理器和AMD Radeon HD 4870 X2显卡共同进行加速处理，每个节点内包含两颗Xeon和一块双芯片的Radeon HD 4870 X2。NVIDIA Tesla/CUDA技术也在努力进军超级计算机领域，不过TOP500.org暂时还不承认这种单纯的GPU系统。

曙光5000A前次排名第十，半年前跌至第15，如今位列第19。另外中科院计算机网络信息中心的“深腾7000”(DeepComp 7000)排在第43位，使用Xeon 3.00/2.93GHz四核心处理器，最大性能102.80TFlops，峰值性能145.97TFlops。

此番TOP500中我国内地贡献了21套系统，份额4.2%，整体最大性能1379.877TFlops，另外香港特区1套(BladeCenter HS22/184位/32.325TFlops)，台湾已经从榜单上消失。其他主要国家：美国277套、英国45套、德国27套、法国26套、日本16套。

其他要点：

1、Intel处理器占据了80.4%(402套)的整体份额(上次339套/79.8%)和76%的四核心系统份额，采纳Nehalem-EP架构处理器的系统已达95套，而上次位33套。IBM系统从55套降至52套，AMD从43套降至42套。

2、已经有426套系统使用了四核心处理器，在几乎所有方面都加速了性能提升，另外双核心系统59套、单核心系统只剩4套，还有3套使用AMD六核心伊斯坦布尔、6套使用九核心的IBM Cell。

3、厂商方面HP制造的系统仍略微多于IBM的，210套对185套，但就总体性能来说还是IBM更高，34.8%对22.8%，只不过二者份额均有所下滑(Cray崛起)。

4、在前十强中，只有第四的德国JUGENE和第五的中国天河一号位于美国之外。

5、第500名半年前可排在第336位，性能为20TFlops，六个月前的TOP500门槛则是17.1TFlops。

6、全部500套系统总性能27.6PFlops，半年前时22.6PFlops，一年前则是16.9PFlops。

7、一百强的门槛已经从39.58TFlops提高到47.72TFlops。

8、500套系统平均处理核心9174个，此前两次统计分别为8210个和6240个。

9、417套系统属于集群(Cluster)，份额83.4%，成为最广泛的超级计算机架构。

10、千兆以太网仍是最流行的系统内部互连技术，用于259套，另外181套使用了InfiniBand。

11、前50名中：美国份额44%(低于整体55.4%)；IBM占据30%的系统和33.6%的性能，第二名是Cray的18%和29.4%，HP在SGI之后仅列第四；只有一套系统在使用千兆以太网；Cray XT系统应用最普及，份额18%，之后IBM蓝色基因，16%；处理器方面Intel 38%、AMD 30%、IBM 28%；平均处理核心44338个，半年前是40871个，一年前是30490个。

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