如何看待全球超级计算机 TOP 500 榜单日本登顶，中国跌出前三？近年中国超算发展现状如何？
全球超级计算机 TOP500 榜单的每一次更新，都牵动着各国科技界的神经。近期公布的榜单显示，日本的“富岳”（Fugaku）再次夺魁，而中国超算则首次跌出了前三甲的位置，这一变化无疑引发了广泛的关注和讨论。这背后究竟隐藏着怎样的技术博弈？中国在超级计算领域的近年来究竟发展得如何？我们不妨深入剖析。
榜单变化背后的技术博弈与战略调整
首先，我们来解读一下这次榜单变动透露出的信息。
日本“富岳”的稳固登顶： 日本“富岳”的成功并非偶然。它由富士通和理化学研究所合作开发，基于 ARM 架构，在能效比、通用性以及应用部署方面表现出色。特别是其在科学研究领域的广泛应用，例如气候模拟、药物研发、材料科学等，都为其赢得了广泛认可。这说明，高性能计算不仅仅是追求浮点运算速度的堆砌，更在于其背后强大的软件生态、成熟的应用支撑以及对前沿科学问题的解决能力。日本在这些方面的持续投入和深耕，使其超算技术保持了国际领先地位。
中国超算“跌出前三”的解读： 对于中国而言，虽然失去了前三的位置，但这并不意味着中国超算技术的停滞不前。超算领域的竞争是动态的。过去几年，中国超算凭借“神威·太湖之光”、“天河二号”等系统在全球舞台上大放异彩，一度占据榜首。然而，此次跌出前三，更应该看作是全球范围内其他国家在超算领域加速追赶，以及技术路线多样化发展的结果。
技术路线的多元化： 以往中国超算在 TOP500 榜单上表现突出，很大程度上依赖于自主研发的处理器和高度优化的架构。但如今，全球超算的发展呈现出更加多元化的趋势。例如，英特尔、AMD 等传统厂商不断推出性能更强的芯片，而 ARM 架构在高性能计算领域的崛起，也为其他国家提供了新的发展路径。日本“富岳”就是一个典型的例子。
能效比的考量： TOP500 榜单除了衡量峰值性能（Rmax），也越来越重视能效比（Rpeak/Watt）。在能源成本日益高昂的今天，高能效比的超算系统更具竞争力。此次榜单的变化，或许也反映了其他国家在能效优化方面取得了显著进展。
应用驱动的研发： 超级计算机的最终目的是解决实际问题。各国都在围绕具体的应用场景进行超算研发和优化。当某个国家在特定应用领域取得了突破，其超算系统在该领域的卓越表现自然会影响其在综合榜单中的排名。
近年中国超算的发展现状：韧性与潜力的展现
尽管在 TOP500 的排名上出现了一些波动，但我们不能忽视中国在超级计算领域所取得的巨大成就和持续努力。可以说，中国超算的发展并非停滞，而是进入了一个更加注重质量、应用和生态建设的新阶段。
自主创新能力的飞跃： 在过去几年，中国在超级计算领域的最大亮点在于其强大的自主创新能力。从“神威·太湖之光”的申威处理器，到“天河二号”的 Xeon Phi 协处理器，再到近年来在高性能众核处理器、高速互连技术、存储系统等方面的突破，中国已经构建起一套相对完整的超算技术体系。这种自主可控的能力，是国家战略层面的重要考量，也为中国超算的长远发展奠定了坚实基础。
应用领域的深度拓展： 中国超算的发展已经从追求“最快”的性能竞赛，转向了更注重“最有用”的应用导向。目前，中国的高性能计算系统已经在气候模拟、天气预报、基因测序、石油勘探、航空航天、新药研发、人工智能等众多领域得到了广泛而深入的应用，并取得了显著成果。例如，在抗击新冠疫情期间，超算在病毒基因组分析、药物筛选、疫苗研发等方面发挥了关键作用。
构建更加完善的生态系统： 硬件的强大只是基础，软件和应用生态的繁荣才是超算能否真正发挥作用的关键。近年来，中国在超算软件栈、应用开发平台、国产化操作系统和编译器等方面也加大了投入，努力构建更加完善的自主可控的软硬件生态系统。这包括培养更多的超算人才，推广高性能计算的应用普及，以及鼓励更多的科研机构和企业参与到超算生态的建设中来。
技术路线的探索与并行： 面对全球超算技术路线的多元化，中国也展现出了开放和包容的态度。除了持续优化自主研发的体系，也在积极探索和评估其他技术路线的可能性，例如关注 ARM 架构在高性能计算中的潜力。这种多元化的技术探索，有助于中国超算在未来的技术变革中保持敏锐性和适应性。
新一代超算系统的规划与建设： 尽管此次榜单排名有所变化，但中国在建设新一代更强大的超级计算机方面一直在稳步推进。可以预见，未来几年我们将看到更多中国自主研发的高性能计算系统登上国际舞台。这些新系统将在性能、能效、智能化以及应用集成等方面实现新的突破。
结论：挑战与机遇并存
日本超算登顶 TOP500 榜单，中国跌出前三，这既是全球超算领域技术实力的集中体现，也是一次对各国发展策略的审视。对于中国而言，这并非一个令人气馁的信号，而是一个新的起点。
中国超算发展至今，已经取得了举世瞩目的成就，特别是在自主创新能力和应用领域拓展方面，展现出了强大的韧性和潜力。此次榜单的变化，提醒我们超算领域的竞争是永无止境的，需要保持持续的投入和创新精神，尤其是在能效比、软件生态和应用深度等方面，需要进一步加强。
未来，中国超算的发展将更加注重质量与效益的统一，以解决国家重大战略需求和科学前沿问题为导向，不断突破关键核心技术，构建更加开放和繁荣的生态系统，继续在全球高性能计算领域扮演重要的角色。这是一场技术与智慧的较量，也是一场面向未来的布局，中国超算必将在挑战中抓住机遇，继续前行。
网友意见
嗯，那首先我觉得这个事情还是要向日本富士通的富岳表示祝贺，我们中国超算首次夺冠是2010年天河1A超过克雷的美洲虎，因此应该说在这个领域我们是后起之秀，而作为超算老选手的日本还是有些实力的。
日本超算的看点
日本作为老牌超算强国，往往能拿出不同于商业超算Intel CPU+英伟达GPU的独特架构，比如富岳的前一代“京”，就与富岳有些类似，使用了特别的SPARC处理器。
同样由富士通开发的“京”，是富岳的前身
在正式命名之前，富岳一直被成为“Post-K”（“京”的后续）
当然这一次日本夺冠在媒体上产生了不少影响，因为它的架构和之前流行的CPU+GPU架构都不一样，以及非常有特点的豆腐（tofu）网络，可能会进一步刺激中美拿出更先进的技术，感觉新一轮超算“军备竞赛”又要开始。
如果看前几年的top500排行榜的话，其实美国最强大的两个超算“顶峰”和“雪山”，都是同样一种GPU+GPU异构计算的这种架构，就是IBM Power9 CPU和英伟达的GPU，相比来说中国的神威太湖之光是采用了“片上融合异构众核”的创新架构，利用同一块CPU内部的大核+众核来改善传统异构计算的缺陷，并且全部使用的是中国自己的申威处理器，而这次富岳用的是富士通自己开发的A64FX，中日两国的最强超算都采用了自主开发CPU的方案。
CPU+GPU异构计算的一个缺点其实还是蛮明显，就是它的效率收到GPU和CPU通信效率的影响，损失较大。当然我想中日两国在其研究型的超算上不使用Intel和英伟达的芯片应该也有着展示国力、规避美国厂商控制的因素。
申威26010的处理器是一个典型的众核结构，MC是内存控制器，MPE（Management Processing Element管理处理单元）则通常被称为“主核”。
富岳的A64fx和申威26010的设计思路相近，也是众核设计，但A64fx里面没有专门用来管理和调度的“主核”，而是从每组相同的13个单元中各调用一个做管理单元。
从申威到富岳是展现出来一个近些年来超算领域非常有意思一个趋势，就是利用众核（Many-core）CPU的计算架构在CPU+GPU的异构计算统治超算领域多年之后，成为一种新的潮流。
日本的超算的架构是非常自己独特的特点和历史传承的，我自也己很喜欢看日本的超算架构，感觉就像是架构“万花筒”，相比商业超算齐刷刷的X86+CUDA（以及IBM家的Power），日本的超算领域总能玩出点新意，比如NEC SX系列的向量处理器，曾经用在著名的“地球模拟器”上。
虽然近些年来原本属于向量计算机的应用场景已经广泛被集群系统替代，但是向量计算机在解决特定领域的问题中却仍然很有价值。此外，日立的SR16000/SR24000系列则是在IBM以外少有的提供POWER架构计算平台的厂家。POWER架构的潜力还是很大的，美国位列第2、第三的“顶峰”和“雪山”都是POWER，如果日本厂商能拿出有实力的POWER产品应该也会很有看点。
关于这次的榜单
这次的榜单中，中国的几款国产芯片可以说是相当醒目，申威26010、国防科大迈创Matrix2000都算是“独门绝技”，美国的几台超算的架构倒是相当一致，英伟达GPU和Mellanox InfiniBand HDR都是标配。
这一期的Top500榜单前十名，IBM Power其实是最大赢家，天河2A上出现了神秘的国防科大迈创Matrix2000
中国好像是跌出前三了，但实际上来讲，这个Top100里面有三个榜单，那么第一个就是这个我们说的这个HPL。这个榜单的历史比较久，但是近些年来逐渐有认为它不符合目前的超算运用的趋势：https://www.top500.org/lists/top500/list/2020/06/
第2个榜单是HPCG，这个榜单被认为是一个更符合目前实际运用情况的基准测试，更重视内存和通信系统的考察：https://www.top500.org/lists/hpcg/list/2020/06/
在这项测试中中国的超算是比较吃亏的，即使是现在中国最强的神威太湖之光，也只能排到第9名，而这个榜上富岳的优势是扩大的，成绩是第二名顶峰的4.5倍，而LPL中大概只是2.8倍。
那另外一个则是Green 500，是比较每瓦性能也就是超算系统的能耗比：https://www.top500.org/lists/green500/list/2020/06/
日本的超算在能耗比上具有优势的系统则是更多的，而且出现了非传统超算领域的玩家，比如日本Preferred Networks为深度学习设计的MN-Core server以及ZettaScaler。那么它其实体现出来中美日三家相比是各有千秋，而日本还是相当具有技术实力的，特别是在富岳的原型机，直接就命名为“A64FX原型”的系统也在这个项目中上榜第四名。
还有一个常用的榜单是针对图计算性能的Graph 500：https://graph500.org/
没有了GPU加持的顶峰功力大减，不过其核数明显少于神威太湖之光（1000万核！）和富岳（400万核），看来众核处理器在写这个项目上优势很大，我们也看到国产商用超算厂商上榜，联想为德国莱布尼茨超算中心生产的SuperMUC-NG拿到第四名。
Graph500的另一个榜单是SSSP，参与这个测试的项目的系统比较少，目前名列榜首的是上面提到的SuperMUC-NG
揭秘“隐藏的榜单”
上面的这些排行榜都是以单台超算来排名的，而通过对Top500再次统计，可以解锁一系列“隐藏榜单”：https://www.top500.org/statistics/list/
比如说每个国家它到底有多少台电脑上榜，
在超算的数量上，中国是排名第1的，而在总计算能力上，相比中国目前的情况，美国稍强而日本稍弱，但基本上是各占1/4，剩下的1/4则由其他国家瓜分
再一个就是厂商占比，那么中国厂商也是前三名，第1名是联想（180台），第2名是曙光（68台），第3名是浪潮（64台），这三家都是中国厂商，展示出“中国制造”的巨大威力。但计算能力却相当“贫富不均”，富士通仅靠13台超算就实现了21.7%的计算能力。
通过深挖这个Top500列表，我们还发现一些有趣的事实：
中国超算10强：除了著名的神威太湖之光和天河2A，曙光的Pre-E级“高级计算系统”排名第四（这一台用了海光Dhyana，技术授权于AMD的Zen架构），而4~10名全部是联想，“Service Provider T”则让人猜测，它会是是腾讯还是淘宝？
在Top500超算中国的226台超级电脑中，联想、曙光、浪潮、华为霸榜，IBM一台也没留，“去IOE”进行的很成功，而在中国运行的非国产超算，只有武汉大学的SWARM使用的Dell/EMC的集群。
在Top500超算里，目前曙光和浪潮的电脑全部是在中国境内，而榜单中中国厂商提供给海外客户的超算，联想最多，华为其次
联想出口德国的SuperMUC-NG，复杂的水冷系统管道
按德国人的“技术宅”作风，SuperMUC-NG的用户资料严谨详实，是了解超算的好资料：https://doku.lrz.de/display/PUBLIC/SuperMUC-NG
联想的出口超算数量、国家和性能上都是国产厂商前列。从榜单中可以看出，国产品牌出口超算主要用于科研领域，除了上面提到的莱布尼茨超算中心之外，还包括了意大利的Cineca （意大利提供超算资源的非盈利组织），巴塞罗那超算中心，多伦多大学、维也纳科学集群和哈佛大学等等。
所以说超算的比较还要从多个维度来看，日本的富岳确实展现了非常强的技术实力，包括FUJITSU PRIMERGY的X86系统都占据了top500中的不少位置，目前国内在众核（申威）、协处理器（迈创）上都有非常强的竞争力，现在比较短板的地方是Intel/IBM Power那样单核性能更强的“大CPU核”，海光目前靠引进已经迈出了第一步，龙芯、飞腾、兆芯也在往这个方向走，未来可期！
过去跟导师做一个模型，去超算中心算一下，然后碰到一个印度留学生，恰好排在我们后面，问我，你们来算什么，要算多久？我说算一个六恒星系统模型，应该用不上一小时吧。印度人说，这种东西居然用超算？在印度这种很小的物理问题基本都是笔算，加上台式电脑辅助，不到一个月就能算出来。我说你们真厉害，印度人笑了一下，好像还有点自豪。
看到过一个新闻，说比利时新冠病毒肆虐，呼吸机不够用，死了很多人。有一个八十多岁的比利时老太太，主动拔下呼吸机让给年轻人，安详地离世，临死时说，我这一生经历了所有的幸福，没有任何遗憾，把机会留给年轻人吧。公知借题发挥，说比利时老奶奶的精神境界在浮躁的中国社会里是不存在的blabla。
但实际上，在中国呼吸机管够，自己都用不完，还要成千上万地卖到国外去，没有谁因为用不上呼吸机而死去，没有谁需要发扬什么伟大精神把呼吸机让给别人。超算也是同样的道理，我国超算部署数量世界第一，屁大的一个问题都能送到超算中心跑一跑，而印度之类的国家只能发扬一下艰苦奋斗精神笔算。
更新一下，咱们已经建了两台百亿亿级别的超算
超算这种东西， 都是5年周期性的。 就和你家孩子还在高二呢，年年考试成绩年纪第一， 隔壁老王过来说 他家孩子考上了一本，就是比你家孩子强。 这也不算数吧。
当然现在日本家孩子确实是整条街最靓的仔。
另外又看了楼下一些回答，真的是特别搞笑，
我们没有超算的时候，--- 说我们是弱国。
我们有top级别超算的时候---说我们top500数量很少，只为了面子工程。
我们toop500数量都是美国2倍多的时候---你跟我说你平均分比较低。这不废话么，我基数大，当然更接近平均分。 美国要是只入围了一个超算是top1 ，拿效率直接 100%。
我承认我们和老美有差距， 但是不能每次都要从一大堆参数里挑一个我们不利的说好吧。
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