Top500 (суперкомпьютеры)

По данным на ноябрь 2022 года по числу систем в рейтинге страны распределяются так: Китай — 162 суперкомпьютера, США — 127, Германия — 34, Япония — 31, Франция — 24, Великобритания — 15, Канада — 10, Южная Корея — 8, Нидерланды — 8, Бразилия — 8, Италия — 7, Россия — 7^[4].

С ноября 2015 года в рейтинге больше нет ни одного суперкомпьютера под управлением операционной системы Windows. Также среди мощнейших суперкомпьютеров нет ни одной машины под управлением Mac OS. Большинство ЭВМ, до середины 2000-х годов было под управлением UNIX, а сейчас под управлением операционной системы Linux.

Распределение суперкомпьютеров из списка Top500 по странам мира (ноябрь 2022 года)[5] Страна Количество суперкомпьютеров Китай 162 США 127 Германия 34 Япония 31 Франция 24 Великобритания 15 Канада 10 Южная Корея 8 Нидерланды 8 Бразилия 8 Италия 7 Россия 7 Саудовская Аравия 6 Швеция 6 Австралия 5 Ирландия 5 Швейцария 4 Сингапур 3 Норвегия 3 Индия 3 Финляндия 3 Польша 3 Тайвань 2 Чехия 2 Люксембург 2 ОАЭ 2 Австрия 2 Словения 2 Испания 1 Марокко 1 Болгария 1 Таиланд 1 Бельгия 1 Венгрия 1

0000

Операционные системы суперкомпьютеров из рейтинга TOP500 Архитектура процессоров суперкомпьютеров из рейтинга TOP500

В начале 1990-х годов возникла необходимость получения сравнительных характеристик и метрик суперкомпьютеров. После рейтингов 1986—1992 годов с метриками, основанными на количестве векторных процессоров, в университете Мангейма у Erich Strohmaier и Hans Werner Meuer возникла идея начать ежегодно сравнивать суперкомпьютеры при помощи единой методики^[6].

В начале 1993 года Джек Донгарра принял участие в этом проекте со своим тестом Linpack. Первая версия списка была готова в мае 1993 года. Она частично была основана на данных, доступных в сети, включая данные источники:

• Статистика по суперкомпьютерам Мангейма^[7];
• Список самых мощных мировых вычислительных узлов, обновляемый Гюнтером Арендтом^[8];
• Информация от Дэвида Кехнера.

Информация из этих источников использовалась для создания первых двух списков Top500.

С июня 1993 года Top500 составляется два раза в год и основывается только на информации от организаций, в которых установлены компьютеры, и от производителей. Запрос информации рассылается за 8 недель до выхода новой версии списка^[9].

В 2013 году Джек Донгарра предложил новый тест для ранжирования суперкомпьютеров, High Performance Conjugate Gradient (HPCG).^[10][11][12] В июне 2014 был опубликован первый рейтинг на базе HPCG, первое место в котором занял Тяньхэ-2 с результатом в 0,58 HPCG PFLOPS (при 55 теоретических пиковых PFLOPS)^[13] Другой альтернативный тест — HPGMG^[14].

В данной таблице представлена первая десятка 60-й по счёту редакции списка Топ 500, опубликованного в ноябре 2022 года^[15].

Позиция	Rmax Rpeak (PFLOPS)	Название	Модель	Процессор	Сеть	Производитель	Размещение страна, год	Мощность, МВт	Операционная система
1	1102.00 1685.65	Frontier	HPE Cray EX235n	EPYC 64C	Slingshot-11	HPE	Ок-Риджская национальная лаборатория  США, 2022	21,1	Linux (Cray Linux Environment)
2	442.010 537.212	Фугаку	Фугаку	Fujitsu A64FX	Tofu interconnect D	Fujitsu	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020	29,9	Linux (RHEL)
3	309.10 428.70	LUMI	HPE Cray EX235n	EPYC 64C	Slingshot-11	HPE	EuroHPC JU  Европейский союз, CSC – IT Center for Science Каяани,  Финляндия, 2022	6,0	Linux (Cray Linux Environment)
4 ▲	174.70 255.75	Leonardo	BullSequana XH2000	Xeon Platinum	NVIDIA HDR100 Infiniband	Atos	EuroHPC JU  Европейский союз, CINECA Болонья,  Италия, 2022	5,6	Linux
5 ▼	148.600 200.795	Summit	IBM Power Systems AC922	POWER9, Tesla V100	Infiniband EDR	IBM	Ок-Риджская национальная лаборатория  США, 2018	10,1	Linux (RHEL 7.4)
6 ▼	94.640 125.712	Sierra[16]	IBM Power Systems S922LC	POWER9, Tesla V100	Infiniband EDR	IBM	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2018	7,4	Linux (RHEL)
7 ▼	93.015 125.436	Sunway TaihuLight	Sunway MPP	SW26010	Sunway[15]	NRCPC	National Supercomputing Center in Wuxi  Китай, 2016	15,4	Linux (Raise)
8 ▼	70.870 93.750	Perlmutter	HPE Cray EX235n	EPYC 7763	Slingshot-10	Nvidia	NERSC  США, 2021	2,6	Linux (Cray Linux Environment)
9 ▼	63.460 79.215	Selene	NVIDIA DGX A100	EPYC 7742, Ampere A100	Mellanox InfiniBand EDR	Nvidia	Nvidia  США, 2020	2,6	Linux (Ubuntu)
10 ▼	61.445 100.679	Tianhe-2A	TH-IVB-FEP Cluster	Xeon E5-2692 v2, Matrix-2000	TH Express-2	NUDT	National Supercomputer Center in Guangzhou  Китай, 2013	18,5	Linux (Ubuntu Kylin)
Позиция	Rmax Rpeak (PFLOPS)	Название	Модель	Процессор	Сеть	Производитель	Размещение страна, год	Мощность, МВт	Операционная система

• Позиция — место в рейтинге.
• Rmax — Наивысший результат, полученный при использовании системы тестов Linpack (реализация HPL). Это число используется для сравнения быстродействия компьютеров. Измеряется в PFLOPS.
• Rpeak — Теоретическая пиковая производительность системы. Измеряется в PFLOPS.
• Название — Некоторые суперкомпьютеры уникальны, по крайней мере там, где они стоят.
• Модель — Компьютерная платформа (торговая марка).
• Число процессорных ядер — Число ядер, задействованных во время прохождения теста Linpack. После этой цифры указано название процессоров. И, если соединения между процессорными узлами представляет интерес, это также указано.
• Производитель — Производитель платформы или оборудования.
• Размещение — Организация, использующая суперкомпьютер.
• Страна — Страна нахождения суперкомпьютера.
• Год — Год, в котором суперкомпьютер введён в строй. С тех пор он мог быть улучшен.

• Thinking Machines CM-5 (июнь 1993 — ноябрь 1993);
• Fujitsu Numerical Wind Tunnel (ноябрь 1993 — июнь 1994);
• Intel Paragon XP/S140 (июнь 1994 — ноябрь 1994);
• Fujitsu Numerical Wind Tunnel (ноябрь 1994 — июнь 1996);
• Hitachi SR2201 (июнь 1996 — ноябрь 1996);
• Hitachi CP-PACS (ноябрь 1996 — июнь 1997);
• Intel ASCI Red (июнь 1997 — ноябрь 2000);
• IBM ASCI White (ноябрь 2000 — июнь 2002);
• NEC Earth Simulator (июнь 2002 — ноябрь 2004);
• IBM Blue Gene/L (ноябрь 2004 — июнь 2008);
• IBM Roadrunner (июнь 2008 — ноябрь 2009);
• Cray Jaguar (ноябрь 2009 — ноябрь 2010);
• Тяньхэ-1А (ноябрь 2010 — июнь 2011) — суперкомпьютер китайского национального университета оборонных технологий ^[17];
• Fujitsu K computer (июнь 2011 — июнь 2012);
• IBM Sequoia — Blue Gene/Q (июнь 2012 года — ноябрь 2012);
• Cray Titan (ноябрь 2012 — июнь 2013);
• Tianhe-2 («Млечный путь-2») (июнь 2013 года — ноябрь 2015) — суперкомпьютер китайского Национального университета оборонных технологий^[18]
• Sunway TaihuLight (июнь 2016 — ноябрь 2017) — суперкомпьютер китайского национального суперкомпьютерного центра^[19]
• IBM Summit (июнь 2018 — июнь 2020) — суперкомпьютер для Окриджской Национальной лаборатории
• Fujitsu Фугаку (июнь 2020 — июнь 2022) — суперкомпьютер для Института физико-химических исследований
• HPE Frontier (июнь 2022 — н. в.) — суперкомпьютер для Окриджской Национальной лаборатории

Год	Rmax Rpeak (Gflops)	Название	Место, страна, год
1993	60 131	CM-5/1024	Лос-Аламосская национальная лаборатория  США, 1993
1994	143 184	XP/S140	Сандийские национальные лаборатории  США, 1993
1995	170 236	Numerical Wind Tunnel	National Aerospace Laboratory of Japan  Япония, 1993
1996	220 307	SR2201/1024	Токийский университет  Япония, 1996
1997	1068 1453	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1997
1998	1338 1830	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1997
1999	2121 3154	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1999
2000	2379 3207	ASCI Red	Сандийские национальные лаборатории  США, 1999
2001	7226 12 288	ASCI White	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2000
2002	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2003	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2004	35 860 40 960	Earth Simulator	The Earth Simulator Center  Япония, 2002
2005	136 800 183 500	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2006	280 600 367 000	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2007	280 600 367 000	Blue Gene/L	DOE/NNSA/LLNL  США, 2005
2008	1 375 780 2 345 500	Roadrunner	DOE/NNSA/LANL  США, 2008
2009	1 456 700 2 483 470	Roadrunner	DOE/NNSA/LANL  США, 2008
2010	1 759 000 2 331 000	Jaguar	Национальная лаборатория Оук-Ридж  США, 2009
2011	8 162 000 8 773 632	K computer	Институт физико-химических исследований  Япония, 2011
2012	16 324 750 20 132 660	IBM Sequoia — Blue Gene/Q	Ливерморская национальная лаборатория  США, 2012
2013	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2014	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2015	33 860 000 54 902 400	Tianhe-2	Оборонный научно-технический университет НОАК  Китай, 2013
2016	93 014 600 125 435 900	Sunway TaihuLight	Национальный суперкомпьютерный центр КНР  Китай, 2016
2017	93 014 600 125 435 900	Sunway TaihuLight	Национальный суперкомпьютерный центр КНР  Китай, 2016
2018	122 300 000 187 659 000	Summit	Oak Ridge National Laboratory  США, 2018
2019	148 600 000 200 795 000	Summit	Oak Ridge National Laboratory  США, 2018
2020	415 530 000 513 855 000	Фугаку	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020
2021	442 010 000 537 212 000	Фугаку	Институт физико-химических исследований  Япония, 2020
2022	1 102 000 000 1 685 650 000	Frontier	Oak Ridge National Laboratory  США, 2022

Суперкомпьютер Национального центра управления обороной России, имеющий производительность на уровне 16 петафлопс и по утверждению компетентных лиц являющийся самым мощным военным суперкомпьютером в мире, не участвует в рейтинге Top500. Тем не менее по факту на ноябрь 2021 года являлся третьим по производительности суперкомпьютером в России.

Критика методики включает в себя мнения, что Linpack не соответствует реальной загрузке компьютеров^[9]. Кроме того, некоторые организации отказываются выделять весь суперкомпьютер на время, необходимое для запуска теста^[9]. При этом с ростом производительности кластеров для запуска Linpack требуется все больше времени, вплоть до нескольких суток^[21][22].

На некоторых суперкомпьютерах, которые могли бы попасть в рейтинг, тест linpack либо не запускают, либо не сообщают его результаты^[23][24].

Один из авторов методики составления списка Hans Werner Meuer отмечал, что из-за неверного понимания результатов ТОП 500 политики пытаются использовать рейтинг как универсальный. В то же время список отражает исключительно возможности систем по решению СЛАУ и никак не связан с производительностью на других типах задач. Результаты Linpack также не могут напрямую помочь в выборе компьютера для организации. Hans Meuer отметил пользу существования пакетов, состоящих из нескольких разнородных тестов, в частности, «HPC Challenge Benchmark» (7 тестов, измеряющих производительность различных подсистем суперкомпьютера)^[6].