解读最新TOP500排行榜

MPP结构略胜Cluster，四核主流地位不变

　　第35届全球超级计算机TOP500排行榜于2010年5月31日在德国汉堡举行的SC10大会上发布。排名第一的仍是美国Cray公司研制的“美洲豹”系统；中国曙光公司制造的“星云”超级计算机以1.27Pflops的Linpack性能和2.98Pflops的峰值性能排名第二。

TOP10重点分析

　　在TOP10系统中，IBM公司占有4台（一台“走鹃”和三台“蓝色基因”），Cray公司拥有2台（“美洲豹”和“海怪”），SGI、Sun以及中国的曙光公司和国防科技大学各占有一台。但必须指出，我国所制造两台系统（“星云”和“天河”）的核心部件CPU和GPU仍是源自美国的Intel、AMD以及NVIDIA公司。由此可见，美国在高性能计算领域的综合技术实力是无可比拟的。

　　三种技术路线并存

　　从技术路线来看，TOP10系统可分为三种技术路线：一是基于高性能通用CPU；二是基于低功耗嵌入式CPU；三是基于通用CPU+加速器（或称协处理器）。

　　采用第一种技术路线的系统有4台。其中，Cray公司的“美洲豹”和“海怪”系统基于AMD六核2.6GHz Opteron处理器；SGI公司的“昴宿星”和Sun公司的“红色天空”系统则是基于Intel四核EM64T Xeon处理器（型号和频率不同）。

　　采用第二种技术路线的系统有3台。它们都属于IBM“蓝色基因”系列，都是基于低功耗嵌入式PowerPC处理器，其中2台“蓝色基因/P”系统基于850MHz PowerPC 450处理器，1台“蓝色基因/L”系统基于700MHz PowerPC 440处理器。

　　采用第三种技术路线的系统也有3台。它们分别为IBM公司的“走鹃”以及我国曙光公司的“星云”和国防科技大学的“天河”系统。所不同的是，作为2008年世界首台Linpack实测性能突破千万亿次大关的IBM“走鹃”系统采用Cell处理器（最初用于索尼公司的PS游戏机）作为加速器，而我国的“星云”和“天河”系统则是利用GPU来实现加速。具体地说，“走鹃”是AMD Opteron CPU+ PowerXCell 8i；“星云”是Intel X5650 CPU+NVIDIA Tesla C2050 GPU；“天河”是Intel E5540 CPU+AMD/ATI Radeon 4870 GPU。

　　MPP结构略胜Cluster

　　从大的体系结构来看，TOP10系统分为两种：MPP（大规模并行处理）和Cluster（机群）。其中，采用MPP结构的系统有6台——Cray“美洲豹”和“海怪”、三台IBM蓝色基因机器、SGI“昴宿星”；采用Cluster结构的机器有4台——曙光“星云”、IBM“走鹃”、国防科大“天河”、Sun“红色天空”。

　　MPP结构的系统又分为基于高性能通用多核CPU（Cray、SGI系统）和基于低功耗嵌入式CPU（IBM蓝色基因系统）。

　　Cluster结构则分为同构（只用一种CPU，Sun“红色天空”）和异构（CPU+GPU或Cell，“星云”、“天河”和“走鹃”）。

　　商用互连和专用互连平分秋色

　　从互连技术来看，TOP10系统采用商用互连和专用互连的机器各占一半。其中，“星云”、“走鹃”、“昴宿星”、“天河”、“红色天空”都是采用商用Infiniband互连。“美洲豹”和“海怪”系统采用了基于Cray专有Seastar2+芯片的高带宽低时延互连网络；3台“蓝色基因”系统采用基于IBM公司专有ASIC路由器芯片的三维环网。由此可见，Cluster结构的机器基本都是采用商用标准互连，而MPP结构则一般采用专用互连技术，SGI“昴宿星”MPP系统是一个例外。

　　在操作系统方面，TOP10系统全部采用了Linux操作系统。