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前不久在德國舉行的國際超級計算大會（ISC）宣布了世界頂級的數(shù)據(jù)密集型處理系統(tǒng)。科學(xué)技術(shù)計算應(yīng)用領(lǐng)域處理大數(shù)據(jù)問題的頂級超級計算機榜單名為 Graph 500，每年更新兩次；一次是在ISC，另一次是在一年一度的超級計算大會（Supercomputing Conference），2012年這屆大會于鹽湖城舉行。這份榜單始于2010年的ISC，對應(yīng)于注重處理速度這個結(jié)果的Top500。Graph 500基準(zhǔn)測試評估計算機在處理數(shù)據(jù)密集型分析應(yīng)用時的性能，并且評估計算機的通信功能和計算性能。 這一挑戰(zhàn)賽的名稱來源于它所解決的問題的根源，名為“圖形類”運算——這些算法是許多應(yīng)用中分析工作負(fù)載的核心部分，比如網(wǎng)絡(luò)安全、醫(yī)療信息學(xué)和數(shù)據(jù)強化等應(yīng)用。 按照Graph 500小組（該小組得到了世界各地50余位高性能計算專家的支持）的官員說法，數(shù)據(jù)密集型超級計算機應(yīng)用對高性能計算工作負(fù)載來說越來越重要，但是不適合為3D物理模擬而設(shè)計的平臺。 他們聲稱，“目前的基準(zhǔn)測試和性能指標(biāo)無法提供關(guān)于超級計算系統(tǒng)適合數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用情況的有用信息。為了指導(dǎo)廠商設(shè)計旨在支持這類應(yīng)用、幫助采購的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)，就需要一套新的基準(zhǔn)測試。圖形算法是許多分析工作負(fù)載的一個核心部分。” 由于起源于高性能計算領(lǐng)域，又與Top500榜單有著關(guān)系，Graph 500榜單上的系統(tǒng)并非企業(yè)系統(tǒng)，與注重性能的Top 500榜單有幾個相似之處，因為設(shè)計時注重速度的許多超級計算機也具有相當(dāng)強大的一些圖形處理功能。 兩款數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)并列第一，絕對遙遙領(lǐng)先于榜單上的其他系統(tǒng)。雖然Graph 500仍處于初期階段（與歷史悠久的Top500榜單相比），但我們預(yù)計更多的團隊會提交系統(tǒng)，以便拿仍在完善中的Graph 500基準(zhǔn)測試進行對照。 不妨先介紹兩款頂級系統(tǒng)，它們在爭奪世界上功能最強大的數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)這個頭銜中打成平手。 第一名：米拉（阿爾貢國家實驗室） 
除了在今年的Top500超級計算機榜單上名列第三外，米拉（Mira）超級計算機還在Graph 500奪得頭把交椅。 Graph 500的目的是想看看超級計算機能夠為密集線性代數(shù)（計算密集型浮點）運算提供多高的性能。阿爾貢國家實驗室稱，米拉主要是為了為這類運算提供超高性能而設(shè)計的，因為這類運算與科學(xué)和工程應(yīng)用高度關(guān)聯(lián)。 計算機經(jīng)常用來解決小的圖形問題（比如說，為運貨卡車車隊規(guī)劃最佳路線）。然而，圖形問題會變得非常棘手，因為它們會擴展到更龐大的數(shù)據(jù)集（設(shè)想一下估計氣候?qū)π〉貐^(qū)內(nèi)城市經(jīng)濟的影響和評估氣候?qū)θ珖鞘薪?jīng)濟的影響之間的區(qū)別）。 管理阿爾貢領(lǐng)導(dǎo)力計算中心應(yīng)用性能工程團隊的Kalyan Kumaran說：“要是有在這幾種運算方面性能超群的超級計算機，那么這一類非常有用的計算技術(shù)就可以運用到更廣泛的領(lǐng)域。米拉所能處理的問題類型要比大規(guī)模科學(xué)模擬廣泛得多。” IBM藍(lán)色基因/Q系統(tǒng)位于阿爾貢領(lǐng)導(dǎo)力計算中心（ACLF），它每秒能夠處理1016次運算。阿爾貢國家實驗室稱，其目的是一旦完全投入運行，讓米拉每年能夠處理50多億個計算小時。 Vesta是米拉的測試和開發(fā)系統(tǒng)，它在Graph 500榜單上名列第6。米拉在阿爾貢國家實驗室的前身：IBM藍(lán)色基因/P則排名第16。 并列第一名：紅杉（勞倫斯利物莫爾國家實驗室）
近期關(guān)于紅杉（Sequoia）的重大新聞是它如今是世界上速度最快的超級計算機，在Top500榜單上力壓群雄。然而，勞倫斯利物莫爾國家實驗室強調(diào)，該超級計算機不僅僅是為了追求速度而制造的，還是為處理實際環(huán)境的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用而制造的。 米拉位于阿爾貢領(lǐng)導(dǎo)力計算中心（ALCF），而紅杉位于勞倫斯利物莫爾國家實驗室，各自都達(dá)到了超過3500 GTEPS的分?jǐn)?shù)。GTEPS指每秒訪問的10億邊緣。 勞倫斯利物莫爾國家實驗室有多款超級計算機入圍今年的Graph500榜單，包括使用固態(tài)硬盤存儲陣列來保存圖形的幾款超級計算機。利維坦（Leviathan）這款系統(tǒng)有一個含40核心的節(jié)點、1TB內(nèi)存和12TB閃存，它是該實驗室的另一款明星級大數(shù)據(jù)超級計算機。 美國核安全局管理員Thomas D’Agostino告訴勞倫斯利物莫爾Independent網(wǎng)站，“雖然紅杉也許是速度最快的，但是它提供的底層計算功能卻讓我們對本國的核威懾力量更有信心，因為按照條約協(xié)議，武器儲備有所改變，這是奧巴馬政府核安全議程的一部分。紅杉還代表了美國在高性能計算領(lǐng)域繼續(xù)扮演領(lǐng)導(dǎo)地位，這是促進高質(zhì)量工作和經(jīng)濟繁榮的技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。 紅杉有望讓研究人員更全面地認(rèn)識武器性能，特別是材料在極端壓力和溫度下的流體動力學(xué)和特性。尤其是，該系統(tǒng)將讓整套高度解決的不確定性量化運算能夠支持延長老化武器系統(tǒng)壽命的工作。 第三名：與IBM開發(fā)工程部門共同設(shè)計的Darpa Trial Subset
系統(tǒng)規(guī)格和性能方面遠(yuǎn)不如另外兩款系統(tǒng)（節(jié)點數(shù)量分別是32768個和區(qū)區(qū)1024個）的是與IBM開發(fā)工程部門共同設(shè)計的一款國防高級研究計劃局（DARPA）系統(tǒng)，名列第二，僅次于兩家國家實驗室打成平手的兩個系統(tǒng)。 我們無法得知這款系統(tǒng)的詳細(xì)信息，只知道它是Power 775，這是時鐘頻率在3.836 GHz左右的Power7 8C。 IBM開發(fā)工程部門有許多另外的系統(tǒng)，提交今年Top500考慮審查，包括兩款iDataPLex系統(tǒng)，一款名列第175位（有10128個核心），另一款名列第213位，有7248個核心。 雖然有關(guān)這款大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的詳細(xì)信息寥寥無幾，但我們完全可以設(shè)想IBM計算機旨在快速處理數(shù)據(jù)密集型軍事和國防應(yīng)用。至于排名第三的那個系統(tǒng)，我們倒是知道有關(guān)它的一些詳細(xì)信息，不過該系統(tǒng)位于美國境外。 第四名：Oakleaf（東京大學(xué)）
富士通的Oakleaf-FX系統(tǒng)位于東京大學(xué)信息技術(shù)中心，它被認(rèn)為是功能最強大的數(shù)據(jù)密集型超級計算機之一。 Oakleaf-FX是富士通公司的PRIMEHPC FX10超級計算機之一，它是為峰值浮點運算性能而設(shè)計的，同時也非常注重能效，據(jù)說整個系統(tǒng)的功耗只有140萬瓦。 東京大學(xué)現(xiàn)在使用這臺超級計算機處理許多數(shù)據(jù)密集型科研項目，包括生物學(xué)、材料學(xué)和航空航天等眾多領(lǐng)域的科研項目。該大學(xué)去年表示，它之所以選擇這臺超級計算機，是因為它與富士通公司的K超級計算機兼容，而K超級計算機在Top500榜單上名列第二。 東京大學(xué)IT中心超級計算部門主任中島研吾博士說：“PRIMEHPC FX10超級計算機系統(tǒng)（Oakleaf-FX）將有助于促進學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的用戶在各種類型的研究開發(fā)工作中取得進展。Oakleaf-FX將用于東京大學(xué)研究生院的高性能計算教育計劃，旨在培養(yǎng)未來的計算科學(xué)家。Oakleaf-FX的性質(zhì)決定了它的優(yōu)先事項將放在大規(guī)模任務(wù)上。” 東京大學(xué)還擁有Graph 500榜單上的第四名：在東京工業(yè)大學(xué)全球科學(xué)信息計算中心有一個惠普集群平臺。這個系統(tǒng)是一臺性能強勁的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，得益于1366個節(jié)點中每個節(jié)點都有三塊英偉達(dá)特斯拉（Tesla）卡的配置。 想了解榜單的更多信息，包括前十強——包括位于阿爾貢國家實驗室、布魯克黑文國家實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室的更多“藍(lán)色基因”和超級計算機，不妨瀏覽主榜單（http://www.graph500.org/results_june_2012）。 |
