外匯天眼APP訊 : 作者：本來科技，題圖來自：IC photo
6 月 22 日 ~25 日，本該是國際超算大會（ISC2020）在法蘭克福召開的日子。但鑑於全球疫情陰影籠罩，ISC2020 也由線下改為線上召開。
所以今年的 ISC 大會，又稱為 ISC 2020 DIGITAL（NO ISC 2020 IN FRANKFURT; A DIGITAL EVENT FROM JUNE 22 - 25 INSTEAD）。
每次 ISC 大會，都會發布一次 “ 全球最快的 500 臺超級計算系統榜單 ”，即全球超算 TOP500 榜單（另一次是 11 月份在美國舉行的 SC 大會）。在今年的 ISC 2020 DIGITAL 上，揭曉的是第 55 期 TOP500 榜單。
狂攬 4 項冠軍，日本超算 “ 富嶽 ” 傲視群雄
與去年 11 月 SC19 大會上 TOP500 榜單波瀾不驚（前幾名沒啥變化）不同，此次榜單的前幾名多了不少 “ 新勢力 ”。最大的變化，當屬排名第一的超算由美國的頂峰（Summit），變成了日本的 “ 富嶽 ”（ Fugaku）。
日本超算 Fugaku 成為新科超算冠軍
日本 “ 富嶽 ” 由富士通公司（Fujitsu）和日本理化學研究所共同設計研製，其 Linpack 值達到 415.5PFlops，效能是上屆榜單冠軍 Summit 的 2.8 倍，“ 神威 · 太湖之光 ” 的 4.5 倍。
另外，“ 富嶽 ” 系統的核心處理器採用的是 48 核的 ARM 晶片 A64FX，這是歷史上第一臺基於 ARM 晶片的超算系統成為全球超算 TOP500 的冠軍。
更值得一提的是，“ 富嶽 ” 超算系統在更注重超算應用效能的基準測試 HPCG 和 “ 人工智慧超算效能 Linpack” 基準測試 “HPL-AI” 中，也排名第一，足見該系統的實力超群。如果不是有另外一臺日本超算系統 “ 擋道 ”，富嶽系統還差點拿下評價超算綠色指數的 Green500 的冠軍。
差點忘了，“ 富嶽 ” 系統還贏得一項冠軍：Graph500 第一。通常，Graph500 排行榜強調的是記憶體頻寬和延遲，側重於大資料分析等領域的計算能力的比拼。能拿下 Graph500 第一，說明富嶽系統的圖表解析計算效能超群。
Fugaku 一舉奪得 4 項效能第一
富嶽系統登頂後，美國超算 Summit 和 Sierra 屈居二、三位，曾經 4 連榜首和 6 連榜首的中國超算 “ 神威 · 太湖之光 ” 和 “ 天河二號 ”，在本次榜單中排名四、五位。
榜單的前 10 位中，還有 3 臺 “ 新勢力 ”：排名第 6 的 HPC5，由義大利能源巨頭 Eni 出資研製；排名第 7 的 Selene，由英偉達首次推出，搭載了 AMD EPYC 處理器 最新的 A100GPU；排名第 9 的 Marconi-100，部署在義大利計算中心。
第 55 屆全球超算 TOP10
在公佈本屆 TOP500 榜單之時，榜單釋出人還特別提到，以最高效能執行、處理單精度運算或進一步降低精度的運算時，富嶽系統的效能超過 1000 PFlops（即 1 EFlops，也即 E 級超算的 “E”）——這是人類歷史上第一次摸到 E 級超算的邊。
目前各超算大國（美國、中國、日本、歐盟諸國）都制定了向 E 級超算進軍的目標，預計明年將會有多臺 E 級超算產生。
日本不再低調，超算三強三足鼎立
大家也注意到了，標題中雖寫的是 “ 一夜之間，最強超算易主 ”，也只是說榜單釋出一事，其實超算格局的變化背後，絕不是 “ 一夜之間 ” 那麼簡單。
就拿日本來說，日本在超算領域真正做到了 “ 韜光養晦，不稱霸主 ”。以日本超算的實力，取得如今的成績絕不是偶然。
說起來，在中國超算崛起之前，以前跟美國超算在 TOP500 榜首輪流 “ 坐莊 ” 的，就是日本超算。日本用於地球數值模擬的超算系統，在業內也是鼎鼎大名。
拋開一些不可說的因素，中國超算在本屆 TOP500 榜單上，“ 只 ” 剩下 “ 數量優勢 ”。
在 TOP500 的國家份額上，中國大陸上榜 226 臺系統（臺灣地區超算未計入此數字），佔總上榜數的 45.2%；其次是美國，114 臺；日本排在第三位，上榜 30 臺。
本屆 TOP500 榜單中國上榜 226 臺系統，主要來自聯想、曙光、浪潮三家
但是，在效能份額（也就是上榜 HPC 系統所能提供的算力）上，美國 114 臺超算所能提供的計算份額是 644PFlops，繼續力壓中國，565PFlops；日本雖然只有 30 臺，但其可提供的算力為 530PFlops，效能份額達到 23.7%。
按照算力來劃分的話，美國、日本、中國可以說是三足鼎立了。
美、中、日分別佔算力份額的 28.7%、25.5%、23.7%
其實，按照超算實力來劃分，說日本與美國、中國三足鼎立，也絲毫不為過。這次 “ 富嶽 ” 霸榜 TOP500、Graph500、HPCG、HPC-AI，已經充分說明了日本超算無論在效能、架構、應用、功耗、網路互連等方面的技術實力。而且，從早期的地球模擬器，到 “ 京 ” 再到今天的 “ 富嶽 ”，日本超算一直都是自成體系。
遙想 2016 年我國科研人員基於 “ 神威 · 太湖之光 ” 奪得 “ 戈登貝爾獎 ” 之時，日本理研計算科學中心負責人松崗聰教授（Satoshi Matsuoka，RIKEN Center for Computational Science）還吹捧 “ 中國已成為了高效能計算機領域的世界領導者之一 ”，現在看來，日本人真的謙虛。
造價 10 億美元，“ 富嶽 ” 貴不貴？
在寫這篇文章的時候，恰好看到某群內對 “ 富嶽 ” 超算的造價討論非常熱鬧，現在借花獻佛，整理出來以饗讀者。
據松崗聰教授透露，“ 富嶽 ” 超算的造價大概花了 10 億美金（ the total to about $1bil US），摺合成人民幣，大概 70 億元。
這還只是富嶽超算的 “ 物料費用 ”（material bill for the machine）。松崗聰教授說，如果使用成品 CPU（我理解是這個意思），可能還要再貴 3 倍。
一位說，國內建設一臺大型超算的總投入大概 50 億元，但是要把所有成本算進去，包括土地、基建、人員等，最後花在機器裝置上的錢可能只有 1/10。而 “ 富嶽 ” 超算，是直接把原來的 “K” 超算拆掉，原地安裝 “Post-K”，是 “ 把所有錢用在刀刃上 ”。
日本 “ 富嶽 ” 超算，圖片來自 Jack Dongarra 對 “ 富嶽 ” 的報告檔案
作為對比，一位 “ 八 ” 了一下前冠軍 Summit 的預算，他說，雖然沒有得到準確的數字，但普遍估計 Summit 的花費在 2~3 億美元之間（Summit 的規模是富嶽的 36%）。
正在群裡諸人對 “ 富嶽 ” 超算 “ 超貴 ” 咋舌之際，北京大學數學科學學院教授楊超說出的一句話得到了大家的贊同：
造一臺拿 Top500 第一花 70 億人民幣確實貴了，但造一臺拿四個榜單第一而且大幅超越第二名的機器花 70 億人民幣我真的覺得不貴，而且很便宜。
這位楊超教授，就是 2016 年憑藉基於 “ 神威 · 太湖之光 ” 的超算應用獲得中國首個 “ 戈登貝爾獎 ” 的負責人之一。
國防科大一位老師補充說，“ 富嶽 ” 四項第一，說明綜合性價比真的非常高，70 億人民幣確實不算貴。
正在此時，上海交大超算中心負責人林新華提出，“ 富嶽 ” 設計得比較均衡，更多考慮實際應用的效能——這對我國設計 E 級超算方案是個重要參考。
此言不虛。隨著 “ 富嶽 ” 超算在 E 級規模計算上的嘗試，下一個超算目標，就是 E 級超算了。隨著中國神威、天河、曙光 3 套 E 級超算原型機的落位，美國政府部門近年來在超算上的高調佈局，E 級超算逐鹿之戰，已經拉開。
猶記得年初，人民日報釋出的一條新華社訊息，說《科學》雜誌認為中國會在 2020 年建造出世界第一臺 E 級超算。
今年初，《科學》展望 2020，稱中國或造出世界首臺 E 級超算
需要說明的是，各國競逐 E 級超算，並非單純地追求 “ 打榜 ” 和 “ 規模 ”，這其中更多是對先進計算技術——網路、訪存、功耗、儲存等的考驗，只有技術實力過硬，才能做出效能均衡、應用性好的超級計算機。
作者：本來科技