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【技术分析】“神威太湖之光”如何成为世界超算冠军?

发布日期:2022-04-17 点击率:192


  最新一期全球超级计算机TOP500榜单今日公布,中国自主研发制造的神威太湖之光取代天河2号名列第一,这个消息立即刷爆朋友圈。中科院计算所研究员、中国计算机学会青年计算机科技论坛(CCF YOCSEF)主席韩银和第一时间给出点评:

  “太湖之光为啥这么牛?它拥有一颗巨强的“芯”-申威26010,上海高性能IC设计中心设计的国产高性能处理器。该处理器包含有260个处理核,单片峰值性能为3.06Tflops/s。天河-2单节点采用2个Intel Ivy Bridge处理器+3个Intel Xeon Phi类GPU加速器芯片,这5个处理器芯片峰值性能相加约为3.431Tflops/s,也就是说一颗申威芯片性能大致相当于天河-2中Intel 5个芯片的峰值性能之和!”

  韩银和还总结了太湖之光的3个亮点:(1)总性能93P,比天河-2又快了3倍,比第3名美国橡树岭实验室的机器快了5倍,是第一台性能接近100P的机器;(2)采用了全国产众核处理器;(3)能效比达到6GFlops/W, 和Green500第一的日本机器能效比也就差不到10%,但太湖之光比日本机器规模大多了,这么大个头能效比控制的这么好,需要有独到的技术。  

  6月20日,第 23 届高性能计算(HPC)国际顶尖会议 ISC2016 在德国法兰克福举行,会上提前公布第 47 次 HPC TOP500 榜单,中国的神威太湖之光系统(Sunway TaihuLight System)排名第一。

  “神威太湖之光”如何成为“芯”世界超算冠军?

  神威太湖之光系统

  在国家超级计算无锡中心1000平米的主机房内,整齐排布着两组共40个运算机仓,每个机仓容纳1024个芯片,共计40960个芯片。据介绍,其单芯片的计算能力相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机,当前性能指标达到国际领先水平。

  3 大突破

  神威太湖之光由国家并行计算机工程技术中心研发,在无锡国家超算中心安装完成,2015年12月21日完成整机系统性能测试,目前由清华大学负责运营。

  神威太湖之光运算峰值为 125.4 Pflop/s,持续性能 93 Pflop/s,比天河 2 号快了将近 3 倍,比排名第 3 的美国橡树岭实验室的机器快了 5 倍,也是国际第一台性能接近 100P 的机器。

  “神威太湖之光”如何成为“芯”世界超算冠军?

  美国Titan、天河二号、太湖之光参数对比

  神威太湖之光每瓦特浮点运算次数达到了 6 亿次(世界排名第 2 到第 6 的超级计算机,这个数值都在 2 亿次左右),也即能耗比达到 6 Gflops/W,与 Green500 第一的日本机器相差不到10%,但太湖之光规模明显更大,因此实现的技术独到。目前,世界排名前 10 的其他超级计算机能耗比都在 2 Gflops/W 左右。

  国家超级计算无锡中心主任杨广文教授在接受采访时表示,神威太湖之光一分钟的计算能力相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。

  杨广文说:“从低功耗、高集成度的处理器设计,到高速高密度的工程实现技术;从世界领先的高效水冷技术,到软硬件协同、智能化的功耗控制方法,‘神威太湖之光’实现了层次化、全方位的绿色节能,功耗比达到每瓦特60.51亿次运算。”

  “神威太湖之光”如何成为“芯”世界超算冠军?

  世界TOP6超级计算机参数

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