一、天河一號TOP100再奪魁，有望沖擊TOP500冠軍
在2010年5月底的國際TOP500排行榜上，曙光星云(Nebulae)系統(tǒng)憑借1.271PFlop/s的Linpack性能獲得了第二名的位置，這是中國超級計算機界在國際舞臺上有史以來取得的最好成績。時隔半年，本以為在今年的國內TOP100排行榜上，曙光星云會穩(wěn)拿冠軍，沒想到半年殺出了個程咬金，由國防科大生產的天河一號繼2009年之后再度奪魁。
在過去一年里，天河一號進行了大升級，目前的配置是14336顆英特爾六核至強X5670 2.93GHz CPU和7168顆Nvidia Tesla M2050 GPU和2048顆自主研發(fā)的八核飛騰FT-1000 CPU。處理內核數(shù)突破20萬顆，是去年24576顆的8.25倍。其實，天河一號不僅僅是升級，而是幾乎更新了整個結構，上一代采用的是英特爾四核CPU+ATI GPU，通過Infiniband互連，而新一代則是英特爾六核CPU+NVIDIA GPU+自主八核飛騰CPU，通過專有網絡互連。
天河一號的峰值計算性能達到了4.7Pflops，即每秒4.7千萬億次，是上一代的3.9倍，Linpack值達到2.507Pflops，達到上一代的4.4倍。與排名第二的曙光“星云”相比，天河一號的峰值性能是其1.57倍，Linpack性能是1.97倍。另外，通過采用雙精度性能更高的GPU后，天河一號的系統(tǒng)效率，即Linpack值與理論峰值的比率，也由原來的47%提高了現(xiàn)在的53.3%。
而且，值得一提的是，天河一號的Linpack性能比目前TOP500第一名的Cray機器還要高，是后者的1.425倍。因此，天河一號還非常有希望在11月中旬將要公布的新一期TOP500中取得冠軍地位，結果如何，讓我們拭目以待。
TOP10系統(tǒng)如下表所示：
二、10萬核以上的超大規(guī)模計算系統(tǒng)出現(xiàn)，應用堪憂
在今年的TOP100排行榜上，出現(xiàn)了兩臺擁有10萬個處理內核以上的超級計算機系統(tǒng)，這些內核包括普通的CPU核和GPU核。其中，天河一號的計算內核數(shù)更是超過了20萬顆，達到202752顆。TOP10系統(tǒng)采用的處理器核數(shù)如下表所示：
這種超大系統(tǒng)的出現(xiàn)對技術和應用兩方面都提出了很多挑戰(zhàn)，包括計算效率、功耗、管理、I/O、占地面積、應用軟件等等，尤其是應用軟件可能會成為很大的瓶頸。據上海超算統(tǒng)計，2009年其使用16核以下的作業(yè)占到了60%，17-160核的作業(yè)占39%，160核以上僅僅占到1%。這也意味著很多大機器被各類超算中心買去之后，實際上都會拆分成若干塊分給不同單位或部門去使用，因此并沒在起到大機器應有的作用。
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要解決這個問題，一方面，我們需要開發(fā)出可以使用到千核以上的應用，以充分發(fā)揮大機器應有的作用;另一方面，其實也可以考慮將“HPC與云計算”更好結合，讓高性能計算資源池化和自動化，讓更多中小企業(yè)來使用。
三、GPU加速流行，其中5套進了TOP10
GPU加速已經成為做大系統(tǒng)的“絕招”。在最新的榜單上，采用CPU+GPU混合架構的高性能計算機就達到了7套之多(如下表所示)，而且都是2010年新安裝的，其中有6套是英特爾CPU與NVIDIA GPU的搭配，另一套是英特爾CPU與AIT GPU的搭配。而且值得關注的是，在TOP10中，就有5套采用了CPU+GPU的結構。
英特爾與NVIDIA這對老冤家明爭暗斗，沒想到在用戶這里卻成了好搭檔。從大多數(shù)系統(tǒng)所使用的GPU來看，基于Fermi架構的NVidia Tesla C2050受到了一致的青睞。這也似乎意味著NIVIDA在經過幾年艱辛推廣之后，終于迎來了春天。
不過值得注意的是，GPU系統(tǒng)也并非完美無缺，除了軟件編程和移植比較難之外，計算系統(tǒng)效率低也是此次TOP100反映的一個現(xiàn)實。這7套GPU系統(tǒng)的計算效率都比較低，最低的只有18.3%，最高的也不過54%，而一般CPU集群的效率最高可突破90%，比如排名第20位的安裝在南京大學的IBM BladeCenter HS22刀片集群的效率就達到92%。
四、廠商集中化趨勢非常明顯，曙光和IBM占三分之二
從最新一期的TOP100來看，廠商的集中化趨勢非常明顯，表現(xiàn)在：一是有一些廠商退出了排行榜，比如SGI、銀河風云、蜆殼星盈等;二是份額越來越多的掌握在少數(shù)兩三家廠商手中，僅曙光和IBM兩家的份額之和就超過了62%，幾乎在重演2007年的市場格局。
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另外從發(fā)展趨勢來看，筆者統(tǒng)計了2007年-2010年的數(shù)據，發(fā)現(xiàn)曙光和IBM都在不斷擴大各自在HPC領域里的優(yōu)勢地位，尤其是IBM已經連續(xù)四年穩(wěn)步增長，曙光今年的增長幅度也尤其高，相反，HP的份額卻在不斷減少，一增一減形成了非常鮮明的對比。
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顯然，廠商的過度集中化，對于整個產業(yè)的健康發(fā)展并非好事，因為一方面市場需要競爭，從而可為用戶提供更高性價比的產品和服務，另一方面，產業(yè)也需要創(chuàng)新，特別是在云計算、物聯(lián)網的時代，需要有眾多的、有不同專業(yè)優(yōu)勢的大小廠商一起參與創(chuàng)新。
五、高性能計算在物聯(lián)網的應用值得關注
石油勘探、科學計算、互聯(lián)網、工業(yè)、電信、教育仍然是我國高性能計算的主力軍。不過，隨著許多新興行業(yè)的發(fā)展，也對大型超級計算機產生了新的需求，比如生物信息、視頻計算、動漫渲染、電子商務等。
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今年尤其值得關注的是HPC在物聯(lián)網領域里的應用——無錫物聯(lián)網云計算中心的曙光5000排在第80位。物聯(lián)網的發(fā)展會產生大量的數(shù)據需要計算處理，對超級計算機有著強烈的需求，雖然目前物理網還處于起步階段，但相信隨著物聯(lián)網的發(fā)展，會有越來越多的HPC系統(tǒng)出現(xiàn)。
