新智元|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
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。【新智元|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】
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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 。
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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 。
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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 。
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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：
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