从TOP500纵览高性能计算领域

　第32届超级计算机排行榜，即TOP500已经于前日公布，这一年两届的排行榜每年都会受到行业的重点关注。它不在是简单的一个关于超级计算机性能的排行榜，更能够客观的反应整个行业的特点和发展趋势。因此说，TOP500不仅是性能排行榜，TOP500更是行业趋势晴雨表。

　　从这届TOP500榜单来看，坐落于美国能源部Los Alamos国家实验室的IBM Roadrunner卫冕性能之王，凭借1.105 petaflop/s的运算速度坐得头把交椅，相比31届浮点计算能力略有提升。然而美国橡树岭国家实验室的Cray XT5超级计算机异军突起，是第二台突破千万亿次级别浮点运算能力大关的超级计算机。在本次TOP500榜单中的前十名排名中，采用AMD x86架构64位处理器的超级计算机系统多达7台，采用IBM Power系列处理器的超级计算机仅为3台，其中IBM Roadrunner是采用PowerXCell和AMD Opteron混合模式的超级计算机。Intel在TOP10排名中略显尴尬，仅凭借第三名来自SGI Pleiades超级计算机，获得前十名中唯一的席位。

　　随着工业需求的增长，计算机性能正呈现一种惊人的增长速度，不断的性能纪录刷新让世界惊叹——半年前仅仅还是IBM Roadrunner保持千万亿次的运算性能，而现在，Cray XT5成为千万级别种新的一员……在性能增长的情况下，超级计算机效能问题已成为当务之急。在数据中心能源消耗高居不下，且能源使用成本越来越高的今天，提高能效，降低散热成本才能缓解这一问题。从29届开始，TOP500已经推出了“Green”排行榜，意在推崇能效至上的原则。Roadrunner不仅是性能最为强大的超级计算机，也是上届Green排行榜前列的系统之一。

　　因此就像文章伊始所言，一个简单的性能排行榜带来的不仅是性能的排序，其背后更是客观反映了行业中的发展趋势。

　　得市场者得天下

　　从榜单中可以分析得知，在TOP500中，共有379台系统（占到上榜系统总数的75.8%）使用了Intel处理器，相比上一届增长4台，仅仅0.8个百分点。IBM Power和AMD Operton处理器分别占据榜单总数的12%和11.8%，可谓是平分秋色。向来在大型机上应用的安腾处理器在本届TOP500再次传来“噩耗”，从第30届开始，安腾系统在超级计算机性能排行榜中的应用量越来越少，从上两届的21台、16台，今年已经跌破10台大关——在本届排行榜中仅有9台上榜……

　　分析安腾这几年来的发展，每次发布新一代架构的安腾都会着重宣传新一代架构在Linpack测试中的突破：其中Montecito核心安腾处理器系统浮点运算性能超过45 GFLOPS，突破了当时的性能最高纪录27.5 GFLOPs。而且从02年到03年，英特尔四路安腾架构的性能也从11.43 GFLOPs跃升到22.7 GFLOPs——其出众的浮点运算能力和高可靠性成为安腾联盟为之骄傲的所在。

　　就像笔者在九月对安腾联盟的采访中得知，安腾无论是亚太市场还是中国市场，其销售收入都增长了70%以上，而且一直以来都保持着很高速的增长态势。但对于一直宣扬高性能高可靠的安腾而言，在HPC方面的反馈却是出乎常态……

　　再让我们看看TOP排行榜中引领性能破千万亿次的AMD皓龙。

　　尽管AMD在TOP排行榜前十名中占有七席，而且卫冕冠军IBM Roadrunner也采用AMD四核皓龙——巴塞罗那。正源于AMD巴塞罗那浮点运算性能的优势，在Linpack测试中取得了相当高的成绩。但我们不难发现，AMD在整个榜单中却金盏菊11.8%的份额。尽管这个占有率无法延伸到其他行业应用，但不得不说是市场的一种客观反映。自从去年九月AMD发布首款四核皓龙巴塞罗那之后，随即就出现了严重的TLB Bug，直至今年3月才正式对外宣布完美修复TLB　Bug，同时巴塞罗那产量不高的问题也一定程度上拖住了AMD在服务器市场的扩张步伐。AMD巴塞罗那尽管在处理器架构、技术应用和浮点处理性能等方面领先Intel，但由于落后对手太长的时间，市场占有遭到重创。

　　在IDC公布的一份调查报告显示，今年第一季度全球服务器处理器市场中，英特尔市场份额为87%，增长1.6%，而AMD仅13%的市场占有率，同比下跌了1.6%。英特尔服务器处理器无疑不在市场中占据绝对优势！

　　近日由AMD召开的一次系统集成商会议上，Penguin公司首席硬件架构师Philip Pokorny谈到，“在‘巴塞罗那’之前我们的产品是70%用AMD处理器，30%用英特尔，后来这个比例反过来了，现在我希望这两个平台最好是对半开。”而Appro公司先进技术解决方案副总裁John Lee也透露出相同的观点，“从2004年以来，我们的业务就一直采用了75%的AMD处理器，但是因为巴塞罗那的延迟，英特尔的份额近来已经取得了一定的提升。

　　我们无法否认，就像安腾和皓龙，的确在产品自身方面有很出众的地方，这也是行业市场所公认的。但一款产品最终是需要应用在市场之中，通过广泛的应用才可更客观准确反应产品的价值。技术、性能的领先，但缺乏市场的大力支持，一款产品还是无法冠上成功的帽子。

　　中国高性能计算——历史性突破

　　值得庆贺的是，本次榜单第十名出现了来自我国曙光公司自主研发的曙光5000A超级计算机，凭借230万峰值和180.6万亿次Linpack值浮点运算能力，跻身前十。尽管由于某些原因未能参加上半年的TOP榜单略显遗憾，但这个在TOP10榜单中唯一一个非美国的超级计算机系统还是给大家带来了更多的惊喜。

　　对于由中国自主设计的曙光5000A超级计算机进入TOP10，引发了行业内的绝对关注。通过榜单能很清楚的看到，前十名的厂商均被IBM、Sun、SGI和Cray等清一色的美国公司所占有。整个榜单中来自亚洲的超级计算机数量与上届持平，依旧是47套，远远落后与欧美。在今年6月份公布的TOP500排行榜中，中国仅上榜12套超级计算机，而半年后的新一届排行榜，我国不仅上榜数量增加25%，达到15台，同时更是取得了第十名的历史性突破。

　　曙光5000A的上榜前十，代表我国是除美国之外第二个能独立设计研发百万亿次高性能计算机的国家，同时也向全世界证明，中国完全具备同世界科技发达国家抗衡的实力。我国综合国力的增长，在此次TOP500上得到了诠释。

　　在近日召开的2008全国高性能计算学术年会上，国家并行计算机工程技术研究中心、中国工程院院士金怡濂指出，在以前，我国国产的超级计算集群系统，主要依靠引进国外技术和产品，国内仅有少数单位可以自主设计研发。但现在，中国是继美国之后又一个可以制造和应用百万亿次高性能计算机的国家，发展形势非常良好。

　　对于千万亿次高性能计算机的研究，不仅是美国和日本给与了强大的关注，我国在千万亿次的投入和产出效果也取得了一定的进步。863计划信息技术领域围绕国家重大工程、重大行业应用和经济发展迫切需求，设立了“高效能计算机及网络服务环境”重大项目，这也就使我国进入千万亿次机研究行列。据了解，我国将在2010年计划研制出第一台千万亿次高性能计算机。

　　多少年来，我们一直关注超级计算机的性能是否会有质的突破，也一直关心谁是高性能的典范。但随着行业本着健康成熟的发展，我们的关注点早已发生了变化：性能不是唯一。通过本次超级计算机TOP500排行榜的推出，在关注性能提升的同时，也让我国高性能计算发展受到全球的关注和支持。

　　高性能计算之路还很漫长，尤其是针对我国的高性能计算而言，发展之路更是艰辛。我们有理由相信，由我国独立自主研制的高性能计算机，通过我国科研人员的摸爬滚打，终究会站在世界领先行列中，更多的国内服务器厂商推出的高性能计算机会更多的应用于我国的高性能相关应用。