文/觀察者網(wǎng) 呂棟

6月23日下午，在德國(guó)漢堡國(guó)際超算大會(huì)（ISC2026）上，新一期全球超算TOP500榜單公布。其中全國(guó)產(chǎn)自主研制的“靈晟”超級(jí)計(jì)算機(jī)，以2.19EFlops（每秒10的18次方浮點(diǎn)運(yùn)算）持續(xù)雙精度浮點(diǎn)性能登頂。

這不僅是世界首臺(tái)持續(xù)性能超二百億億次（2EFlops）的超算系統(tǒng)，也是繼2017年“神威·太湖之光”之后，中國(guó)超算時(shí)隔九年再次重返世界第一。同時(shí)，“靈晟”也是全球第五臺(tái)百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。

在本次排名中，美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的El Capitan以1.809 Exaflop/s位列第二，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Frontier以1.353 Exaflop/s位列第三。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心發(fā)文直言，“靈晟”全面領(lǐng)先美歐E級(jí)超算，強(qiáng)勢(shì)宣告中國(guó)超算重回世界之巔。

“靈晟”最值得關(guān)注的，在于走了一條與當(dāng)前主流超算不同的路。頒獎(jiǎng)儀式上，“靈晟”超算系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、國(guó)家超算深圳中心主任、中山大學(xué)教授盧宇彤指出，超算發(fā)展已邁入超智融合新階段，“靈晟”系統(tǒng)首創(chuàng)Online Acceleration的全CPU架構(gòu)，打破傳統(tǒng)CPU-GPU異構(gòu)架構(gòu)壁壘，內(nèi)嵌AI矩陣加速單元，回歸計(jì)算加速的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)超算智算等多種計(jì)算模式的高效協(xié)同，全面賦能科學(xué)智能計(jì)算。

從架構(gòu)來(lái)看，“靈晟”共包含20480個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)搭載兩顆基于ARMv9架構(gòu)的LX2處理器，運(yùn)行頻率1.55GHz。每顆處理器包含兩個(gè)計(jì)算芯粒，每個(gè)芯粒劃分為四個(gè)NUMA域，每個(gè)NUMA域包含38個(gè)ARMv9核心和4GB高帶寬內(nèi)存。全系統(tǒng)共計(jì)近1400萬(wàn)個(gè)CPU核心。節(jié)點(diǎn)之間采用國(guó)產(chǎn)“靈啟”互連技術(shù)，以雙平面多軌胖樹(shù)拓?fù)溥B接，每節(jié)點(diǎn)帶寬1.6Tb/s；系統(tǒng)運(yùn)行麒麟操作系統(tǒng)。

盧宇彤分享到，“靈晟”定位為面向科學(xué)工程智能計(jì)算的國(guó)產(chǎn)全棧融合基礎(chǔ)設(shè)施：

在芯片層，自研LX2CPU創(chuàng)新性引入多精度與矩陣加速等能力，實(shí)現(xiàn)片上超算算力與智能算力深度融合，并集成了首顆國(guó)產(chǎn)HBM，內(nèi)存帶寬相比傳統(tǒng)CPU提升10倍；在網(wǎng)絡(luò)層，自主設(shè)計(jì)的靈啟高速互連網(wǎng)絡(luò)可支持200萬(wàn)個(gè)端口、10萬(wàn)節(jié)點(diǎn)的超大規(guī)模組網(wǎng)；在存儲(chǔ)層，采用分層架構(gòu)，兼顧高性能作業(yè)區(qū)與容量型數(shù)據(jù)區(qū)，可擴(kuò)展至E級(jí)；在系統(tǒng)層，構(gòu)建大規(guī)模超智融合框架，自研全棧軟件，將底層硬件能力以可用、可編程、可優(yōu)化的方式釋放給應(yīng)用，提高各領(lǐng)域應(yīng)用性能；在節(jié)能方面，首創(chuàng)100%全液冷散熱計(jì)算機(jī)柜，以51GFlops/W能效比，在世界第一的持續(xù)性能之上，樹(shù)立綠色計(jì)算新標(biāo)桿。

全球超算算力排名

超算是擁有極高計(jì)算速度和強(qiáng)大并行處理能力的計(jì)算系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)用于處理科學(xué)研究、氣候模擬、藥物研發(fā)、天體物理等需要大量計(jì)算的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)，可預(yù)測(cè)天氣、模擬臺(tái)風(fēng)路徑、研發(fā)新藥、篩選抗癌分子。

上一次中國(guó)超算登頂TOP500，是2017年的“神威·太湖之光”。這臺(tái)安裝于國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心的集群，以93 Petaflop/s的Linpack成績(jī)位居榜首，并保持了兩年半之久，直到2018年春季橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的IBM Summit系統(tǒng)問(wèn)世。“神威·太湖之光”采用中國(guó)自主設(shè)計(jì)的“申威”系列芯片，是全球第一臺(tái)運(yùn)行速度超過(guò)10億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值性能高達(dá)12.5億億次/秒，持續(xù)性能達(dá)到9.3億億次/秒。2019年，美國(guó)政府對(duì)華實(shí)施制裁并限制中國(guó)獲取最強(qiáng)大的芯片，此后中國(guó)停止了向TOP500提交Linpack測(cè)試結(jié)果。盡管中國(guó)仍在繼續(xù)建設(shè)超算，但在此后近九年的時(shí)間里，TOP500榜首一直由美國(guó)和歐洲的系統(tǒng)占據(jù)。

如今“靈晟”的登頂，打破了這一局面。

“靈晟”超算系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、國(guó)家超算深圳中心主任、中山大學(xué)教授盧宇彤

本次TOP500榜單中，“靈晟”登頂后，其他超算排名均順延一位。勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的El Capitan以1.809 Exaflop/s位列第二，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Frontier以1.353 Exaflop/s位列第三，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Aurora以1.012 Exaflop/s位列第四，德國(guó)于利希超級(jí)計(jì)算中心的JUPITER Booster以1.000 Exaflop/s位列第五。前十名中有一張新面孔——意大利能源公司埃尼集團(tuán)的HPC7以571.5 Petaflop/s首次亮相便躋身第六。微軟Azure云平臺(tái)的Eagle系統(tǒng)降至第七，意大利埃尼的HPC6位列第八，日本的Fugaku以442 Petaflop/s位列第九，瑞士的Alps以434.9 Petaflop/s位列第十。

TOP500在新聞稿中指出，超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的高端架構(gòu)正呈現(xiàn)出顯著的多樣性。從全中國(guó)自主研發(fā)的全CPU架構(gòu)的“靈晟”，到配備AMD加速器的HPE Cray集群（如El Capitan和Frontier），再到采用英偉達(dá) Grace Hopper架構(gòu)的JUPITER Booster和Alps，乃至搭載英特爾Ponte Vecchio GPU的Aurora系統(tǒng)，沒(méi)有哪一種架構(gòu)占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。微軟的Eagle集群結(jié)合了Intel Xeon處理器和Nvidia H100加速器，而日本的Fugaku則基于富士通的A64FX Arm處理器構(gòu)建。“這份榜單表明，通往領(lǐng)先級(jí)計(jì)算領(lǐng)域并沒(méi)有單一的主導(dǎo)技術(shù)路徑。相反，廠商們正在探索各種CPU、GPU、APU和定制加速器方案，并結(jié)合不同的互連和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。”

“靈晟”的登頂，不僅是性能的突破，更是一種技術(shù)路線的驗(yàn)證。在AMD與英偉達(dá)GPU對(duì)華出口禁令持續(xù)生效的背景下，中國(guó)超算選擇了一條不依賴(lài)外部GPU的全CPU路徑，并在全球最權(quán)威的性能榜單上證明了這條路徑的可行性。這背后是芯片、互連、存儲(chǔ)、系統(tǒng)軟件、散熱等各個(gè)環(huán)節(jié)的全面自主突破。“靈晟”的價(jià)值最終體現(xiàn)在應(yīng)用上——在大規(guī)模并行環(huán)境下平均擴(kuò)展效率84.4%，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)千萬(wàn)核心的全系統(tǒng)高效可擴(kuò)展運(yùn)行。從2017年“神威·太湖之光”的93 Petaflop/s到2026年“靈晟”的2.198 Exaflop/s，中國(guó)超算在近九年的時(shí)間里完成了超過(guò)23倍的性能躍升，重新定義了全球超算的算力天花板。

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