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超级电脑的“世界第一”如何决出?初识“TOP500”之日(上)
邂逅“TOP500”的那一天
大家好。我是日本IBM的柴田。本文将从自己当年刚进入超级计算机世界时的“世界最快的超级计算机是如何确定的?”疑问,结合当时所学到的东西谈起。
当时,拥有超级计算机的各方(当时绝大多数是大学或政府研究机构),竞相将自己超级计算机的购买价格、配备的技术等卓越性能向笔者如数家珍般地道出。但说实话,笔者对此却有点摸不着头脑。“性能卓越”、“快速”究竟是从什么角度而言的呢?因为笔者连这个都搞不清楚,再说别的不都是白搭吗(笑)。
但在多次交谈之中,笔者注意到,“现在是世界第几位”、“世界顶级”之类的词汇经常出现。当笔者不好意思地问:“第几是怎么排出来的?”的时候,某大学的老师说道:“知道TOP500吗?”没错,世界超级计算机有从第一到第500位的排名。而这个排行榜就登载在“TOP500”网站上。这就是笔者初识TOP500的经历。已经是14年以前的事了。从那时起,笔者开始到处搜集关于TOP500的知识(因为当时完全是个门外汉)。
进入世界级排名所需要的“心、技、体”
TOP500源于一个执行名为“High Performance LINPACK(HPL)”的行列计算程序,并将性能排名的“Dongara report”文件。就是说,由田纳西大学博士Juck Dongara开发的这个程序(有很多其他叫法,这里称之为程序)的执行结果,是评定超级计算机性能的指标。这个结果用Flops值(每秒能够执行多少次浮动小数点运算)表示。
TOP500的报告每年分别于6月和11月更新两次。这6月和11月对超级计算机相关人士来说有着特别的意义。6月在德国(International Supercomputing Conference:ISC),11月在美国(Supercomputing Conference:SC)各有一场大型超级计算机学会(附设代表大会)举行,会期间将发表TOP500的结果并加以表彰。最近,TOP500的Web网站也变得相当简明易懂,还充实了可从表格上看排行榜上各个系统的趋势等内容,读者不妨亲自去看看。本本登出时,应该正逢最新的2012年11月版TOP500发表。
实际的HPL程序执行时必须具备某些条件。这也是标题中“心、技、体”的意义所在。虽说都是理所当然的条件,但还是在这里一一列出。
●用于执行的计算机
●程序代码与行列计算库(程序)
●执行时赋予的参数
●生成程序的工具(编程器)
只有高水平融合这些要素,才能充分发挥超级计算机的能力,得到良好的执行结果。以F1打比方的话,大概就是底盘、发动机、燃料、机械、驾驶员,再加上操作经验和技巧。所有的条件均齐备,才能称得上是最快的赛车这种感觉吧。即便是性能卓越的高速超级计算机,如果如上述那样实现了高水平融合,就能得到更快的结果。听了现场的介绍,对于力争把计算机性能提升到极限的各位研究人员的努力,笔者除了佩服还是佩服。(特约撰稿人:柴田 直树)