ISC20线上开幕，基于ARM的超算系统“富岳”问鼎冠军

6月22日， ISC20大会正式拉开大幕，虽然因为新冠病毒疫情大会改为了线上举行，但通过周密的安排，大会仍旧吸引了4000多名来自全球各地的超算专业人员参会，秉承传统，把最前沿的进展、最权威的思想和观点，共享给世界。

大会的第一项议程便是公布备受瞩目的第55届全球TOP500超级计算机排名。时隔九年后，TOP500榜首再次被日本的超级计算机夺得，由富士通研制、部署在日本理化所的“富岳”系统以Linpack实测性能415.5PFlop/s、理论峰值514PFlop/s 的成绩正式登顶，性能较排名第二位的Summit系统提升了近3倍。

作为首台登顶TOP500的基于ARM架构的超级计算机，富岳采用富士通48/52核A64FX ARM 处理器，全系统共158976个节点，每个节点含384核心，系统内存总容量为4.87PB，内存带宽为163PB/s，系统总功耗为28.3MW。

不仅Linpack性能领先，富岳还以13PFlop/s位列HPCG排名第一，效率高达2.8%，是第二名Summit的近一倍。同时，在2020年TOP500新增的用于衡量超算系统的机器学习应用性能的HPL-AI排名上，富岳的峰值性能达到1.45EFlop/s，同样位列第一。投入使用后，在RIKEN选定的9大目标应用中，富岳系统的性能与其前任系统“京”相比，最高将提升100倍。

富岳系统的研制实际从其前任“京”（K Computer）系统时期就已开始，2011年6月，“京”夺得TOP500第一，次年日本就已开始规划其继任系统；2014年，“Post K计划”正式启动；2019年3月，“Post K”开始生产并正式命名为“富岳”（Fugaku）；2019年底，“富岳”开始装机；2020年5月，“富岳”部署完毕，6月登顶世界第一。富岳系统的规划与研制时间超过5年，在复用“京”的部分基础设施的情况下，新系统的总投资仍然达到70亿元。驱动如此大投入的正是自主超级计算机的重要作用，各领域对超算的巨大需求。

除了富岳，本届TOP500排名前十迎来了另3套新系统，分别是由戴尔研制、部署在意大利Eni S. p. A.的HPC5系统（排名第六、linpack 性能35.5PFlop/s），由英伟达研制部署自用系统Selene（排名第七、linpack 性能27.6PFlop/s），由IBM研制、部署在意大利CINECA的Marconi-100系统（排名第9，linpack 性能21.6PFlop/s）。

超算十年，冠军系统性能增长超过100倍

从2010年到2020年,这十年见证了中美日交替领先,共同促进超算系统的研制水平、应用水平的发展历程。2010年11月，“天河一号”代表我国首次夺得世界超算TOP500排名第一；2011年6月，“京”超级计算机取得领先；2012年，美国的Sequoia和Titan系统先后登顶；从2013年开始，中国的“天河二号”与“太湖之光”持续占据TOP500第一长达5年；2018年，美国Summit与Sierra系统问世；2020年富岳代表日本再夺第一。十年的时间里,TOP500冠军系统的峰值性能提升超过100倍。

富岳的登顶让美国、中国、日本三国超算对TOP500计算能力的占比进一步拉近，分别为29%、25%和24%。同时，富岳也推动世界超算向E级计算又迈进了一步，日本理化学研究所科学计算中心主任Satoshi Mastuoka教授在会上回答提问时表示，研制富岳的目标是满足应用的需求，只要经费允许，富岳还将继续升级。与此同时，美国的三台E级计算机Aurora、El Capitan、Frontier，中国十三·五计划建设的三台E级计算机都在紧张研制中，计划在未来1-2年内问世，无论谁最先达到下一个顶点，都将推动全球超算展进入一个全新的发展阶段。

正是在富岳系统的前任“京”夺得世界第一的2011年，ARM通过欧洲的Mont-Blanc项目正式进入高性能计算领域。近年来，随着各厂商开始将ARM处理器推向服务器端，ARM 64位指令集和向量指令Neon等的推出，以Linaro等为代表的软件生态社区不断壮大，基于ARM的超算系统已开始登上世界超算最顶尖的舞台。此次TOP500榜单中已有4台基于ARM的系统，分别是富岳及其原型机（排名205），部署在名古屋大学的新系统Flow（第37位），以及部署在美国桑迪亚国家实验室的Astra（第245位）。虽然目前还无法与Intel和IBM等巨头比肩，但随着各国下一代超算系统纷纷选择ARM，在不久的将来，ARM必将在世界超算系统的版图中占据重要的一席之地。