超算是什么东西?一文看懂超算有什么用
(原标题:全球超算TOP500榜单更新 怎样才算「看懂超算」)
11月19日消息 当地时间11月18日,由国际超级计算大会(ISC)公布的新一期全球超级计算机500强榜单出炉。中国继续扩大数量上的领先优势,在总算力上与美国的差距进一步缩小。
美国能源部下属橡树岭国家实验室开发的Summit(顶点)以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度再次登顶,与半年前的速度相同。美国能源部下属劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发的Sierra(山脊)、中国超算神威·太湖之光和天河二号分列二三四位。
全球超算500强榜单每半年发布一次。本次榜单显示,中国境内有228台超算上榜,在上榜数量上蝉联第一,比半年前的榜单增加9台。美国以117台位列第二,日本、法国、德国依次位居其后。这是2017年11月以来,中国超算上榜数量连续第五次位居第一。榜单显示,中国企业继续保持上榜数量优势。联想、中科曙光和浪潮位居全球超算制造商前三位。
什么是超算
超级计算机(Super computer),顾名思义,就是具有很强的计算和处理数据能力的计算机,主要特点表现为高速度和大容量,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。一般来说,超级计算机的运算速度平均每秒1000万次以上,存贮容量在1000万位以上。
从结构上看,超级计算机和普通计算机都是大同小异的,但它将大量的处理器集中在一起以处理庞大的数据量,同时运算速度比常规计算机快许多倍,进而影响到各个行业运行,其意义十分重大。
你认为是科技强国的那些国家,就是超算的强国,这两个集合是高度重叠的。这也可以反映出超算的重要性,它相当于科技界的一种基础设施。
从半年前也就是2019年6月开始,超算TOP500的入门门槛超过1PFlops(每秒一千万亿次浮点运算),这是全球超算TOP500榜单26年以来的又一历史性突破。
超算怎么排名
TOP500是按照什么来给超算排名的?当然按照计算速度了,用专业语言来说,是每秒能够执行多少次浮点运算。
当你去看TOP500的榜单时就会发现,对于每台超算都列出了两个计算速度,一个叫做Rmax,一个叫做Rpeak。例如对于目前排第一的Summit,Rmax是每秒14.86亿亿次,Rpeak是每秒20亿亿次。
Rmax是实测的最高速度,Rpeak是理论上的最高速度。总会有些实际原因使超算的性能达不到理论上限,所以Rmax总是小于Rpeak。因此,TOP500排名用的是实测的最高速度,也就是Rmax。
超算是不是芯片越多越强悍
在中国的超算占据首席的5年中,很多人对此不屑一顾。他们以为超算就是处理器堆出来的,有钱多买些处理器,计算能力就上去了。他们还以为中国的超算都是买的外国的处理器,因此计算能力再高也不值一提。
首先,超级计算机为什么算得那么快,的确是因为超算用了很多个芯片,让它们同时执行任务,也就是高性能计算的基本法则:并行计算。
超算的单个芯片的性能跟个人电脑的芯片差不了太多,而让多个芯片进行工作,要先给它们划分好任务,这个任务划分是要消耗时间的。当各个芯片开始计算之后,还不时地要和其他芯片交换数据,数据通信,这是也是要消耗时间的。
因此,当芯片很多的时候,任务划分和数据通信会变成瓶颈因素,由此可见,芯片并不是越多越好,光靠堆芯片是堆不出超级计算机的,就跟企业越大,组织层级越多,办事效率就越低一个道理。
一台超算能够容纳下多少芯片,并不是取决于你能买到多少芯片,而是取决于系统架构。只有拥有好的系统架构,你才能拥有更多芯片,也就能拥有更大的算力,所以芯片数增加不是超算升级的原因,而是结果。除了芯片之外,架构同样也是核心技术。