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TOP500：谁是高性能计算的王者
近日备受业内关注和期待的最新全球高性能计算TOP500排名正式发布了。众所周知，TOP500排行榜由美国田纳西州立大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室和德国曼海姆大学整理，每半年发布一次，至今已经是第31次发布。目前，TOP500已经成为衡量当今高性能计算领域发展水平的事实标准，人们从中不但可以了解高性能计算领域的最新技术和发展趋势，更可以据此预测未来高性能计算产业的走向。那么我们从此次发布的TOP500榜单中可以窥见到怎样的产业发展趋势？究竟谁才是今日高性能计算领域的王者？
首先，从最新的TOP500排名中，给笔者印象最为深刻的是，自去年11月TOP500排名中，采用英特尔处理器的高性能计算系统份额占据绝对优势之后，今年的份额再次创下新高，达到了75%。更令笔者惊异的是，在其最新的45纳米制程工艺发布仅仅半年多的时间里，采用英特尔45纳米四核Harpertown处理器的高性能计算系统就达到了161套，占了整个TOP500系统的32.2%。仅仅这一比例就已经是自称在高性能计算领域领先的AMD所有系统（AMD仅占TOP500系统中55套，为11%）的3倍多。如果从整体份额比较的话，英特尔所占份额是AMD的7倍多。
Processor Family share for 06/2008
Processor Family Count Share % Rmax Sum (GF) Rpeak Sum (GF) Processor Sum
Power 68 13.60 % 3863219 5034406 1041652
Cray 1 0.20 % 14955 18333 1014
Intel IA-32 3 0.60 % 30819 44382 7108
NEC 1 0.20 % 35860 40960 5120
Intel IA-64 16 3.20 % 417292 488539 77648
Intel EM64T 356 71.20 % 5470473 9181745 865358
AMD x86_64 55 11.00 % 1867398 2646183 417175
Totals 500 100% 11700015.87 17454547.70 2415075
那么为何英特尔与AMD会有如此大的差距呢？笔者拿出了去年同期的TOP500排名做了下比较。在去年6月发布的TOP500排名中，采用英特尔处理器的系统份额为286套，占57.2%，AMD为108套，占21.6%；到去年的11月份的TOP500排名是，英特尔的份额为354套，占70.8%，AMD为79套，占15.8%；到今年6月刚刚发布的排名中，英特尔的份额为375套，占75%，AMD为55套，占11%。从这一年的市场份额变化看，英特尔同比增长23.7%，AMD同比下滑96.3%，从一年中的比较，再联想到过去一年英特尔和AMD重大的产品发布，笔者认为，去年是英特尔和AMD在高性能计算领域竞争的重要转折点。英特尔凭借着45纳米和四核的先发优势，尤其是其将新技术转换为市场优势的执行力将高性能计算带入了多核和全新制程的时代。与之相比，本指望利用自己四核止住下跌势头的AMD，由于产品策略的重大失误（四核的延期和Bug），非但没有达到预期的目的，反而拉开了与英特尔的距离。更令笔者不可思议的是，从最新发布的排行中，别说AMD与英特尔竞争了，就连日走下风的Power也借助去年发布的Power6，以68套，占13.6%的市场份额破天荒地超越了AMD，看来AMD在高性能计算领域已经淡出是不争的事实。这也就不难解释为何前不久超级计算机领域的知名厂商Cray公司与英特尔结成研发合作伙伴，开发下一代高性能计算机系统，从而结束了Cray在高性能计算机系统中一直排他性地采用来自AMD公司处理器的重大事件。
如果说在全球TOP500中，AMD已经淡出的话，在中国市场中又表现如何呢？从最新的TOP500排名中，共有12套在中国，其中基于英特尔处理器的系统占据了11套，另外一套是基于Power的系统。此外，据笔者了解，英特尔正在深化与中国在高性能计算领域的合作，合作将广泛深入到高性能计算的应用与研究领域，英特尔致力于从处理器技术、架构优化、软件调优、系统设计和优化等多个角度与合作伙伴共同推进高性能计算服务中国行业客户应用，深入的合作，将引领中国高性能计算的发展迈向千万亿次的新阶段。相比之下，在过去的一年间，AMD始终未有系统进入到中国高性能计算应用中。由此可以看出，AMD在中国的高性能计算市场的表现更加糟糕。联想到去年AMD高调的近乎于偏激的产品和市场公关策略，AMD真的到了应该认真反省自己的时候了。
此外，令笔者关注的是，此次TOP500排名中，首次引入了能效比的指标，即每瓦电量所产生的计算能力。在这里，英特尔采用45纳米的Harpertown处理器的系统取得了相当的进步，功耗效率在221 Mflops/瓦到240 Mflops/瓦之间，尽管弱于排名榜首的IBM的Roadrunne系统（是IBM的Cell和AMD的混合系统），但这符合英特尔性能和功耗均衡发展的策略，重要的是随着英特尔新的Nehalam架构在年底的发布和明年新的制程的采用，英特尔在此指标的考量上会有进一步的提升。
第三从TOP500的套数上看，IBM以210套位居榜首，显示了IBM在高性能计算领域的领先实力。但从近半年的变化看，IBM正遇到惠普的挑战。惠普从去年11月TOP500排名中的166套，占33.2%，上升到了今年的183套，占36.6%，相比之下，IBM则从去年11月TOP500排名中的232套，占46.4%，下降到了今年的210套，占42%。尽管从峰值运算能力上惠普仍然逊于IBM，也许这与惠普想仿效在服务器市场上先占据市场份额的优势，然后再从销售额上赶超IBM的策略有关，即先从套数和市场份额上缩小与IBM的差距，直至超越，最终再在峰值运算能力上赶超。
最后，从代表一个国家高性能计算应用和发展水平的套数的部署和采用的系统上看，美国依旧在高性能计算领域占据着优势的地位。最新的TOP500系统中，有257套部署在美国，竟然占到了TOP500的一半多。与之相比，在TOP500的系统中仅有12套部署在中国。更令笔者担心的是，在所部署的系统中，没有一套是咱们中国自己研发的高性能计算系统。在我们大谈高性能计算标准、大力发展自主多核处理器“龙芯”的今天，我们看到的是只开花不结果的尴尬现状，中国的高性能计算到底走什么样的发展道路，究竟向何处去令人反思。不过令人欣慰的是，就在最新的TOP500榜单公布不久，错过了此次排行的曙光即将对外正式发布峰值运算能力达每秒200万亿次的5000A超级计算机，按照刚刚发布的TOP500的标准衡量，5000A应该排在第六位。在此，笔者真诚希望在下次的TOP500榜单中能出现中国高性能系统厂商的名字，而在中国高性能计算的应用中，也能有更多中国自己的高性能计算系统。
综上分析，笔者认为，在高性能计算领域，英特尔已经确立了自己的领导地位，并会继续扩大自己的优势。IBM虽然在排名和套数仍然居于优势，但正在遭遇惠普的强劲挑战。中国在高性能计算领域应用的深度和广度上仍存在着不小的差距，未来应明确正确的产业发展方向。
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