日本最新超算「雷神」正式揭晓，美中日交替领衔全球超算Top榜单-技术圈

来源：cnbeta

编辑：雅新

近日，日本核融合科学研究所公布了其最新超级计算机「等离子模拟器雷神」。

雷神可以实现每秒钟1京500兆（1亿亿500万亿）次运算，未来将主要应用于模拟计算核融合必须的等离子现象。

最厉害超算：日本富岳问鼎世界之巅

雷神一名来源于公开募名。雷神（Raijin）是指日本私人信仰中负责闪电的神，是古代东方艺术的主题的象征。

据称，雷神矢量式超级计算机已于7月29日开始运行，通过连接540台NEC SX-Aurora TSUBASA A412-8，具有5 Petaflops的计算性能，每秒可计算1京500兆（1亿亿500万亿）次运算。

不过日本新发布的雷神并非该国运算速度最快的计算机，实际上距离目前世界最快的超算、日本的 Fugaku (富岳) 超级计算机尚有很大距离，Fugaku超级计算机最快可以每秒达到41.55亿亿次的运算速度，预计在明年开始启用。

在6月份最新的TOP500超算排名中，使用48核ARM芯片的日本Fugaku超算位列世界第一。

曾在2011年的时候，日本凭借K超级计算机拿下了TOP500冠军，是世界上第一台每秒执行10万亿次运算的超级计算机，使用的是日本富士通研发的SPARC64处理器。去年，K超算退役。

Fugaku超算由日本理化研究所联合富士通打造，此前的代号叫Post-K，也就是京超算后一代的意思，最终以富士山的名字正式命名为Fugaku，共约有400台计算机组成。

值得注意的是这台超级计算机竟然是基于ARM架构的，这也是 TOP500 排行榜里首个采用ARM芯片的超级计算机。

除此之外，Fugaku还在注重超算应用性能的基准测试HPCG和人工智能超算性能Linpack基准测试HPL-AI中排名第一。

Fugaku超算的浮点部分是与ARM合作的SVE指令扩展，使用了512bit浮点运算单元，每个节点使用48核+4辅助核，IO及计算节点则是48核+4辅助核结构。

性能最好的Fugaku超级计算机在此次Green500上排名第九，每瓦能进行14.67 gigaflops 运算。它的功率效率仅次于Summit的14.72 gigaflops/watt。

而目前Fugaku超算的性能还不是完整版，后续还会继续升级到1000PFLOPS，也就是百亿亿次，最终要在2021年左右投入使用。

据理化研究所称，除了运算速度，Fugaku在其他三个部门也是第一，成为全球首个获得「四项冠军」。其他三个部门是产业方面利用较多的计算手法性能，用于AI领域的计算性能，以及成为大数据解析指标的解析性能。

美日中交替领先，算力=实力

为何各国要以举国之力研制新超算？

谁占据了算力的制高点，谁就有了领先社会发展的基础。因此，领衔世界首位的超级计算机就显得至关重要。

发展至今，超算已经广泛地应用在石油勘探、海洋环境、航空航天、人工智能、深度学习、生物医药、基因工程、数据挖掘、金融分析、公共服务等等领域，发展超算已然成为各国在科技方面综合国力的体现。

随着技术的不断发展，超算的运算速度也在不断地刷新。

2011年，日本京（K）超算第一次突破了每秒一亿亿次，超越了2010年排名第一的中国超算天河一号。

2013年，中国的天河二号以每秒5.49亿亿次的峰值计算速度成为世界最快超算。2016年中国研制的神威·太湖之光，成为世界第一台运算速度超十亿亿次的超算。

2018年美国IBM的Summit以峰值计算速度达到每秒18.77亿亿次稳居榜单首位。再到今年登顶的日本超算Fugaku，以每秒达到41.55亿亿次的运算速度。

图源：日经中文网

由此可见，美日中三国的超算研制同处于世界领先水平，并形成了交替领先的格局。

中国超算如何实现突破

在今年TOP500的超算排名中，中国的两台超算神威·太湖之光和天河二号分别位居第4第5位。

从近两年美国的Summit和Sierra超过了太湖之光，到如今的日本超算Fugaku登顶，似乎中国的实力又变弱了。

来源：日经中文网

曾经包揽冠军、亚军的太湖之光、天河二号至今依然处于停更的状态。

而今年的美国Sierra进行了更新，其Rmax从此前的71610TFlop/s提升至94640TFlop/s，Rpeak则从119193.6TFlop/s提升至125712TFlop/s，提升了效率，挤掉排名在前的太湖之光。

从排行榜来看，美国和日本还是处于领先地位。

中国国家并行计算机工程技术研究中心(NRCPC)开发的神威·太湖之光由 Sunway 260核 SW26010处理器提供动力。

中国国防科技大学开发的天河二号采用 Intel 至强 CPU 和定制的 Matrix-2000 协处理器的混合架构，HPL性能为61.4petaflop，目前部署在中国广州的国家超级计算机中心。

芯片是一个关键因素，如果超算用了多个芯片，可以同时执行多个任务，并行计算。但超算是综合技术实力的考量，所以芯片并非是唯一的关键因素。

国家超级计算无锡中心副主任的付昊桓曾表示，「自主可控的全新硬件架构是神威·太湖之光超级计算机的核心竞争力之一，但与x86处理器截然不同的硬件特性，对软件生态建设也有特殊的要求」。

与超算硬件相对独立的阶梯式发展不同，应用软件的发展需要长期的积累。

目前，超算早已成为了大国角力的擂台，从日本、美国处于领先地位来看，中国超算依然还有很长的一段路要走。

参考链接：

https://www.cnbeta.com/articles/tech/1022393.htm