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美國阿貢國家實驗室 (ANL) 的 Aurora 超級電腦已正式突破 ExaFLOPS（每秒千兆次運算） 大關，但再次未能撼動橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的 Frontier 系統，無法在今年春季 Top500 超級電腦排行榜上奪冠。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 的 El Capitan 超級電腦預計最早將在今年秋季登上 Top500 榜單，這似乎意味著備受期待但延遲已久的 Aurora 系統可能永遠無法稱霸這個排行。
Aurora 配備 21,248 顆英特爾使用高頻寬記憶體 (HBM) 的 Xeon Max 處理器和 63,744 顆 GPU Max 加速器，在去年交付給美國能源部 (DoE) 的阿貢國家實驗室時，人們預期這將成為美國有史以來最強大的超級計電腦。
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不過，在去年11月的Top500排行榜出爐時，阿貢實驗室僅讓 Linpack 程式運行在系統的一半左右的規模。即使性能只發揮了一半，這台機器還是展現了驚人的每秒585兆次（585petaFLOPS）的雙精度性能。而在本季的排行榜上，我們開始看到這個系統真正的實力。
這次看起來是使用全部的性能運轉，阿貢實驗室這次取得超過一個千兆次的性能（1 exaFLOPS0）的性能，使其正式成為第二個登上 Top500 公開超級電腦榜單的 ExaFLOPS 等級的系統。
當然，眾所周知，在 ExaFLOPS（每科千兆次） 運算方面，中國在秘密運行著數個這樣等級或更高的超級電腦，這是大家都知道的事實。隨著中美貿易關係繼續惡化，尤其是在高性能計算、人工智慧和半導體製造等領域，中國短期內恐怕不會揭露其 ExaFLOPS 系統的資訊。
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英特爾的 Aurora 系統明顯落後於其他系統的方面之一是功耗。儘管使用了更現代的架構，但該機器遠非最節能的機器。突破 ExaFLOPS 大關需要高達 38.6 兆瓦的電力。作為參考，Frontier 只需 22.7 兆瓦的電力就實現了 1.2 exaFLOPS 的性能。
儘管仍然無法與 Frontier 匹敵，但阿貢實驗室似乎還有很大的改進空間。目前，該實驗室僅實現了這台機器 1.98 exaFLOPS 理論峰值性能的一半多一點。
經過發布後我們得知，Aurora達到1.01 exaFLOPS的分數是在機器運作了87%的情況下實現的。
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即使 Aurora 最終能夠超越 Frontier，也還有一個更大、更強大的系統即將到來。LLNL 的 El Capitan 超級電腦將是首批使用 AMD 的 MI300A APU 的系統之一。
我們在 AMD 去年 12 月的發表會上詳細介紹了這些晶片，簡而言之，它們將三個 Zen 4 運算晶片（總共 24 個核心）與六個 CDNA 3 GPU 晶片整合到一個插槽中。GPU和CPU作為一個單元共享高達128GB的高速HBM3記憶體。
El Capitan 預計峰值性能為 2.3 exaFLOPS，比 Aurora 高出近 400 petaFLOPS（請記住，這是理論性能，並非實際性能），使其在理論上比日本超級電腦「Fugaku」快近一倍。
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當然，正如 Aurora 的 Linpack 基準測試所表明的那樣，在如此大的規模上真正釋放全部運算能力是相當棘手的。所以，也許Aurora 有機會在最後關頭奪冠。
Alps到來，Sierra從前10名滑落
雖然榜單上最強大的 10 個系統與去年 11 月相比基本沒有變化，其中 Eagle、Fugaku和 LUMI 分別佔據第三、第四和第五名，但我們發現瑞士的Alps超級電腦取代了Leonardo，佔據了第六名。
Alps以 270 petaFLOPS 的 Linpack 分數成為 Top500 榜單上使用 Nvidia Grace-Hopper 超級晶片的最強系統。Nvidia 的 GH200 在 2022 年的 GTC 大會上亮相，並於今年早些時候開始交給客戶，它結合一個 72 核 Arm 處理器和 480GB 的 LPDDR5x 記憶體與一個 H100 GPU 和 96GB 到 144GB 的 HBM3 或 HBM3e記憶體。
在Alps之後，Leonardo系統仍表現強勁。然而，位於第八名的西班牙 MareNostrum 5 ACC 超級電腦超越了英勇的 Summit 超級電腦，自去年秋天以來 Linpack 性能測試分數增加了 38 petaFLOPS，達到 175 petaFLOPS。但值得注意的是，因為儘管分數更高，這台機器的規模似乎比去年略有縮小，這次記錄的核心數量減少了 17,920 個。
第九和第十名分別是橡樹嶺國家實驗室的元老級超級電腦 Summit 和NVIDIA的 Eos 超級電腦（注意，不是那個配備 10,000 顆 GPU 的版本，那是一台不同的機器）。
隨著Alps系統的加入，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 的Sierra超級電腦正式跌出前十名。這台由 IBM 的 Power 9 處理器和NVIDIA現在已略顯老舊的 V100 GPU 驅動的超級電腦，在過去六年裡一直保持在前十名的位置。
未來一年精彩不斷
儘管 El Capitan 可能會成為 2024 年的性能霸主，但隨著預計今年晚些時候上線的幾個備受矚目的超級電腦，Top500 榜單可能會再次迎來洗牌。
其中規模最大的將是歐洲首台 ExaFLOPS 超級電腦 Jupiter 系統。目前尚不清楚該機器是否能趕上 11 月份的超級電腦大會（Supercomputing），但據報導，憑藉由 SiPearl 基於 Arm 架構的 Rhea 處理器支援的 24,000 顆 GH200 超級晶片，Jupiter 將在實際的 HPC 工作負載中超過 1 exaFLOPS 的性能。
然後是英國的 Dawn 和 Isambard-AI 系統。據報導，Dawn 採用與 Aurora 相似的設計，建成後將擁有超過 10,000 顆 GPU，理論峰值性能達到 532 petaFLOPS。與此同時，布里斯托大學的 Isambard-AI 預計峰值 FP64 性能將超過 200 petaFLOPS。
我們也很有可能看到更多基於雲端的系統，例如微軟的 Eagle，登上 Top500 榜單。隨著 GPU 運算集群、雲端服務商和超大規模廠商部署數萬顆用於人工智慧的 GPU（Meta 今年計畫部署 350,000 顆 H100），毫無疑問，這些系統一定都有人至少會運行一次 Linpack基準測試。
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