世界4大顶级超算机设计及应用大揭秘

前不久在德国举行的国际超级计算大会(ISC)宣布了世界顶级的数据密集型处理系统。科学技术计算应用领域处理大数据问题的顶级超级计算机榜单名为Graph 500，每年更新两次;一次是在ISC，另一次是在一年一度的超级计算大会(Supercomputing Conference)，2012年这届大会于盐湖城举行。

这份榜单始于2010年的ISC，对应于注重处理速度这个结果的Top500。Graph 500基准测试评估计算机在处理数据密集型分析应用时的性能，并且评估计算机的通信功能和计算性能。

这一挑战赛的名称来源于它所解决的问题的根源，名为“图形类”运算——这些算法是许多应用中分析工作负载的核心部分，比如网络安全、医疗信息学和数据强化等应用。

按照Graph 500小组(该小组得到了世界各地50余位高性能计算专家的支持)的官员说法，数据密集型超级计算机应用对高性能计算工作负载来说越来越重要，但是不适合为3D物理模拟而设计的平台。

他们声称，“目前的基准测试和性能指标无法提供关于超级计算系统适合数据密集型应用情况的有用信息。为了指导厂商设计旨在支持这类应用、帮助采购的硬件架构和软件系统，就需要一套新的基准测试。图形算法是许多分析工作负载的一个核心部分。”

由于起源于高性能计算领域，又与Top500榜单有着关系，Graph 500榜单上的系统并非企业系统，与注重性能的Top 500榜单有几个相似之处，因为设计时注重速度的许多超级计算机也具有相当强大的一些图形处理功能。

两款数据密集型系统并列第一，绝对遥遥领先于榜单上的其他系统。虽然Graph 500仍处于初期阶段(与历史悠久的Top500榜单相比)，但我们预计更多的团队会提交系统，以便拿仍在完善中的Graph 500基准测试进行对照。

不妨先介绍两款顶级系统，它们在争夺世界上功能最强大的数据密集型系统这个头衔中打成平手。

第一名：米拉(阿尔贡国家实验室)

除了在今年的Top500超级计算机榜单上名列第三外，米拉(Mira)超级计算机还在Graph 500夺得头把交椅。

Graph 500的目的是想看看超级计算机能够为密集线性代数(计算密集型浮点)运算提供多高的性能。阿尔贡国家实验室称，米拉主要是为了为这类运算提供超高性能而设计的，因为这类运算与科学和工程应用高度关联。

计算机经常用来解决小的图形问题(比如说，为运货卡车车队规划最佳路线)。然而，图形问题会变得非常棘手，因为它们会扩展到更庞大的数据集(设想一下估计气候对小地区内城市经济的影响和评估气候对全国城市经济的影响之间的区别)。

管理阿尔贡领导力计算中心应用性能工程团队的Kalyan Kumaran说：“要是有在这几种运算方面性能超群的超级计算机，那么这一类非常有用的计算技术就可以运用到更广泛的领域。米拉所能处理的问题类型要比大规模科学模拟广泛得多。”

IBM蓝色基因/Q系统位于阿尔贡领导力计算中心(ACLF)，它每秒能够处理1016次运算。阿尔贡国家实验室称，其目的是一旦完全投入运行，让米拉每年能够处理50多亿个计算小时。

Vesta是米拉的测试和开发系统，它在Graph 500榜单上名列第6。米拉在阿尔贡国家实验室的前身：IBM蓝色基因/P则排名第16。

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