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5月30日，第59届ISC2022（国际超算大会）发布最新 TOP500 榜单，美国田纳西州橡树岭国家实验室（ORNL）的“前沿”以1.102 exaflops的成绩屠榜，成为第一个真正突破 Exascale 大关的超算。
而在这一份榜单中，我国的神威太湖之光位列第六，天河二号位列第九，与前几年相比排名有所下降，算力也不及美国“前沿”的十分之一。
长期以来，超算被视为综合国力的象征之一。因运算能力远超普通计算机，超算的应用场景包括核试爆、天气预报、天体物理模拟、密码分析等广泛领域。
TOP500榜单是由国际组织“TOP500”编制，针对全球已安装的超级计算机进行的排名，每半年发布一次。值得一提的是，TOP500是按照计算速度，即每秒能够执行多少次浮点运算进行排名的。
那么，我国超算的实力掉队了吗？
中国超算进入TOP500的数量蝉联世界第一
要看一个国家超算的实力，除了看单台超算的计算速度，还要看一个国家能上榜的超级计算机数量有多少。
这次，我国共有173台超算进入TOP500的排行榜中，占全球34.6%，排名第一；排名第二的美国则有128台超算入围榜单，占比25.6%；排名第三的日本则有33台进入榜单，占比6.6%。
其实从2016年开始，我国超算进入TOP500榜单的数量，除了2017年6月稍下滑位居第二外，基本上就一直稳定在世界第一的位置。
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与欧美日等国家相比，我国在超算方面起步较晚。1995年6月，我国超算才首次出现在TOP500的排行榜单中。之后的17年里，我国进入TOP500排行榜单的超算数量不断攀升，最多有228台，占榜单的45.6%。
而美国进入榜单的数量则相比高峰时已有明显下滑。
而在2016年后，中国与美国你追我赶，可谓是“双雄争霸”，在超算数量上，几乎是轮流做冠亚军。
我国并未提交E级原型机的测试数据
从单台超算的速度来说，中国曾是第一的常客。
2010年，我国的“天河二号”横空出世，并夺得榜单第一名，这也是我国超算的首个第一。
但在最新公布的超算排行榜中，中国排名掉出了前五。其中神威太湖之光位列第六位，天河二号位列第九位。
相较于前几年，我国的排名确实低了不少，同榜单中其他超算的算力相比也并不高，甚至不及美国“前沿”的十分之一。
这是什么原因呢？
如果我们仔细研究这个榜单，就会发现我国超算的生产时间相较于其他国家也着实有些“久远”。
这并不仅仅体现在今年的榜单中，在之前TOP500发布的八次榜单中，我国上榜前十的神威·太湖之光和天河2号的生产时间分别是2016年和2018年。
而榜单中入围前十的其他国家的超级计算机，几乎都是近两年生产的。比如2022年美国夺得桂冠的“前沿”，是2021年生产交付的，而2021年和2020年日本夺得桂冠的“富岳”，则是2020年生产交付。
在超算领域，相差一年半载就可以相差一个时代，比如美国此次霸榜的“前沿”，是第一个真正突破 Exascale 大关的超算，它的性能达到1.102exaflops，也标志着超级计算新时代E级超算的到来。
除了“前沿”外，美国还有“极光”和“酋长岩”两台E级超算也在建设中。
那么，是不是中国在E级超算领域落后了？实际并非如此。
早在2016年，中科曙光就正式启动了E级超算的研制项目，2018年天河三号原型机和神威E级原型机开始进入主机研发部署。2018年，央视也曾披露“天河三号”原型机通过验收，算力达到E级。目前我国已有“神威”E级原型机、“天河三号”E级原型机和曙光E级原型机3个不同技术路线的原型机系统完成交付。
但此次TOP500我国并未提交E级原型机的测试数据。有不少外媒推断神威E级超算在HPL基准上的峰值约为1.3 exaflops/1.05 exaflops，而天河三号则能够达到1.7 exaflops峰值/1.3 exaflops持续值，均超过了Frontier的1.102 exaflops。
从超算供应商看榜单背后的奥秘
问题来了：为什么我们不拿最新的超算和美国PK呢？
这个说起来有点复杂。
上图是全球超算供应商的中美对比，可以发现，我国超算的供应商数量在TOP500中越来越少，从2021年开始只剩6家，甚至低于2010年的7家。而在2016年11月发布的TOP500榜单中，我国超算的供应商数量曾达到11家，与美国差距很小。
相反，美国超算却有越来越多的供应商，近两年的供应商甚至比中国的两倍还多。
另外，这些年出现在TOP500中的中国供应商都还是些老面孔，比如多次蝉联第一的联想，参与制造、部署的超算达到161台，在全球占比32.2%；浪潮共有50台入围，占比10%，排名第三；曙光则以36台，占比7.2%排名第五；华为占比1.4%位列第十名。
为什么榜单中我国超算的供应商会越来越少呢？
一方面，我国在超算方面越来越少依赖跨国公司，如IBM、Dell、Hewlett-Packard等公司在2016年之后，出现在我国超算的供应商当中的频率越来越低。2021年至今，榜单中我国超算的供应商只剩下我国自己的公司和机构，包括联想、中科曙光、浪潮、国防科技大学、国家并行计算机工程与技术研究中心（NRCPC）以及华为等。
另一方面，上榜TOP500更容易被美方列入实体清单。
2021年4月8日，包括天津飞腾信息技术公司、上海集成电路技术与产业促进中心、Sunway Microelectronics、国家超级计算济南中心、国家超级计算深圳中心、国家超级计算无锡中心以及国家超级计算郑州中心被美国列入黑名单；2019年6月，美国则将中科曙光、海光、成都海光、成都海光微电子技术和江南计算技术研究所列入实体清单；再往前追溯至2015年，国防科技大学、长沙国家超级计算中心、广州国家超级计算中心（NSCC-GZ）和天津国家超级计算中心被美国列入实体清单。 被列入实体清单，意味着上述公司在与美国公司开展业务之前，必须获得美国政府的许可，美国意图从根本上禁止这些公司获得美国开发的几乎所有先进技术。
上海交通大学网络信息中心副主任、HPC 专家林新华表示，TOP500 已成为事实上的实体名单，“进入TOP500 是为了促进国际合作，但结果却适得其反。”
这也是为什么自2020年之后，中国便不再提供超算最新数据的原因。
纵观近年来的排行榜，超算领域真正的玩家，其实也就美国、中国和日本，并且短时间内排名不会有太大的变动。
而在美国政府为了维护自身科技垄断和霸权地位，遏制中国发展，一再泛化国家安全概念，滥用国家力量，滥用实体清单，不择手段地恶意打压中国高科技企业的背景下，在榜单中选择不露圭角，或许是一种智慧。
栏目主编：张陌、尤莼洁
来源：作者：王礼耀
2、我国大型超算机排名，最新超级计算机排名更新
一年两次的超级计算机TOP500榜又更新了，与去年11月份发布的排名相比，变化不大，仍然是由日本的“富岳”蝉联冠军。
日本富岳
我国排名最靠前的，还是“神威太湖之光”，排名第4。如果以峰值性能排名，我国的“天河二号”排名在第5，但如果以持续性能排名，“天河二号”则排到了第7。
神威太湖之光超算
不过无论以峰值性能还是持续性能排名，超算排名前四位的位置都没有改变，分别是：
第1名：日本的Fugaku（富岳），峰值性能为537212.00Tflops（Tflops为每秒万亿次浮点运算），持续性能则为442010.00Tflops。第2名：美国的Summit（顶点），峰值性能为200794.90Tflops，持续性能则为148600.00Tflops。第3名：美国的Sierra（山脊），峰值性能为125712.00Tflops，持续性能则为94640.00Tflops。第4名：中国的“神威太湖之光”，峰值性能为125435.90Tflops，持续性能则为93014.60Tflops。2021年6月超算排名TOP10
如果按持续性能计算，日本的“富岳”是差不多是后面2~6名算力的总和，即使按峰值性能计算，“富岳”也是后面2~5名算力的总和，可以看出日本超算实力还是很强的。
如果从核心数量看，我国“神威太湖之光”则是最多，达到10649600个，而“天河二号”具有4981760个核心，总数居第3名。
2021年6月超算前4名
日本“富岳”拥有7630848个CPU，数量排名第2。美国的“顶点”和“山脊”超级计算机拥有CPU数量分别为2414592及1572480个。
从核心数量可以看出，我国在超算多核心协同工作方面做得非常好，但另一个角度也反映出我国CPU性能还有优化提升的空间。
cpu
2021年，我国入围TOP500的超级计算机数量为186台，比去年11月份的217台减少了31台，但是数量仍居世界第一。美国入围TOP500的超算数量为123台，比去年11月份增加了10台。
2020年11月超算数量分布
当然，如果以总算力衡量，仍然是美国排名第一，我国排名第二。
但是正如网友所言，这一次超级计算机排行榜与去年相比没什么变化，看点不多。期待今年11月份的TOP500排行榜，届时我国可能推出世界首台E级超级计算机，或将重新夺回失去的冠军宝座。
IBM发布的量子计算机
也有网友问，现在都出现量子计算机了，超级计算机还有意义吗？
答案是有意义！因为目前的量子计算机几乎都是专用的，而且如果能优化算法，传统超算性能还能大幅度提高。以往所提量子计算机对传统计算机的“霸权”，现在已经很少用这个词语了。
“九章”量子计算机
当然，量子计算机的出现是革命性的，未来必将无可限量。但在有限的未来，量子计算机仍难以全面替代超级计算机，甚至两者还将长期并存。
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