在中國神威太湖之光率先將性能沖到100P后，日本也按捺不住了，日本富士通發(fā)布了要建1000P超算的PPT，而且還引ARM為外援。也許有人會問，能成么？

其實，日本在超算上的技術(shù)實力并不差，而且還曾經(jīng)有過京這樣曾經(jīng)雄踞TOP500榜首的大機器，雖然在TOP500上被后來者超越，但在Graph500上依舊雄踞榜首。只是日本經(jīng)濟持續(xù)低迷和時運不濟，日本超算逐步被中國和美國拉出了距離。

（日本京）

日本超算京才是世界第一？

就在神威太湖之光在TOP500榮登榜首之際，日本經(jīng)濟新聞報道，“神威太湖之光雖然排名比較靠前，但其適合的領(lǐng)域有限，對于用戶而言是比較難用的機器”，日本很多相關(guān)人士表示，“超級計算機要有用才行”。

日本東京工業(yè)大學教授松岡聰說——

“京與神威背后的設(shè)計思想有很大的不同，京是通過擴充海量內(nèi)存，可廣泛應對各種現(xiàn)實運算的超級計算機。在500強中速度雖然僅為神威的九分之一，但京即使面對復雜的運算也不容易減速。神威雖然排名比較靠前，但被認為其適合的領(lǐng)域有限。松岡表示神威對于用戶而言是比較難用的機器，這點不可否認。”

為此，筆者咨詢了業(yè)內(nèi)專家，他認為松岡說的有一定道理，并表態(tài)：

“客觀地說，如果我自己出錢買的話，我選擇京”。

也有業(yè)內(nèi)專家表示——

“畢竟異構(gòu)眾核是大趨勢。。.。。.從計算性能上看，神威太湖之光依然是世界第一”

京有什么獨到之處？

雖然京在Linpack性能上大約是神威太湖之光的九分之一，盡管日本目前并沒有建設(shè)出能與天河2號、神威太湖之光相匹敵的超算，但就京本身而言，還是有其獨到之處的。

2016年7月，在Graph500排行榜上，京連續(xù)第三次奪得冠軍——

在測試中京用0.45秒時間成功解開了由大約1萬億個根節(jié)點及16萬億個分支節(jié)點組成的大規(guī)模圖表廣度優(yōu)先搜索問題。基準測試得分為38621GTEPS。排名第二的是中國的神威太湖之光，成績?yōu)?3756GTEPS；排名第三的是美國的紅杉，為23751GTEPS，排名第四的是美國米拉，14982GTEPS。什么是Graph500呢？其實，除了強調(diào)Linpack性能的TOP500，還有強調(diào)內(nèi)存帶寬和延遲的Graph500，和強調(diào)節(jié)能環(huán)保的Green500。

Graph500對全系統(tǒng)的內(nèi)存帶寬和內(nèi)存延遲有很高的要求，而計算能力本身已經(jīng)不影響測試結(jié)果了，這種測試偏向于訪存密集型運算，在大數(shù)據(jù)分析以及大規(guī)模圖表分析等場景下比較有意義。

近年來，有觀點認為Linpack測試已經(jīng)過時了，TOP500創(chuàng)始人之一的田納西大學教授Jack Dongarra就提出了HPCG測試，與Linpack關(guān)注線性方程的計算性能不同，HPCG更加看中整體性能的平衡，能代表了共軛梯度迭代法的一類應用的計算和通信特征，但也僅僅代表了某一個方面的特征，并不能涵蓋超算的所以特征。如果計算性能和通信不是一個量級的，即便兩項指標分開看都很強，但也會導致HPCG偏低的結(jié)果。截至目前，HPCG還沒有被業(yè)界廣泛接受。

在HPCG測試中，京的表現(xiàn)也不錯，僅次于天河2號，成績?yōu)?54.4TFLOPS，天河2號的成績?yōu)?80TLFOPS，位列第三的神威太湖之光HPCG性能是371.2TFLOPS。如果用代表運算實際效率的HPCG/HPL這項指標看，天河2號的HPCG/HPL參數(shù)為1.1%，神威太湖之光的HPCG/HPL參數(shù)為0.4%，而京的HPCG/HPL參數(shù)為4.9%。HPCG更看重綜合性能，要求計算性能、內(nèi)存帶寬、延遲等指標兼顧，一旦出現(xiàn)某項性能特別強的情況，也就是出現(xiàn)偏科的情況，即便幾項指標都不差，也會出現(xiàn)HPCG運算速度偏低的情況。

計算和通信的不平衡導致HPCG/HPL偏低

神威太湖之光HPCG/HPL偏低的原因就在于計算性能和通信等要素之間的不平衡程度較高——神威太湖之光之所以能在TOP500排名第一、Green500排名第三、在Linpack浮點性能93PFLOPS、Linpack效率高達74.16%的情況下，性能功耗比達到6G/W，做到了兼顧計算性能和節(jié)能環(huán)保，而且這還是在處理器的制造工藝落后Intel兩代，采用28nm制造工藝的情況下做到的，原因就在于借助大量處理器并行來提高運算速度，同時通過降低耗電極大的存儲器性能來削減能耗，這會加重綜合性能上的不平衡——這種不平衡并非是計算性能差，或者互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)差——在計算性能上神威太湖之光是頂級的，在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方面，神威太湖之光只是主流水平，還稱不上頂級的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)正是因為計算和通信上的不平衡，導致神威太湖之光HPCG/HPL參數(shù)偏低。

而京在這項參數(shù)上之所以高，就是因為雖然在計算性能和通信并非頂級水平，但因為計算性能和通信屬于一個量級，加上屬于同構(gòu)超算的因素，所以HPCG/HPL參數(shù)會比較高。

這兩個測試的意義在于說明了京的易用性較好，而且通過擴充海量內(nèi)存，可廣泛應對各種現(xiàn)實運算，具有較廣的應用面，而且在計算性能和通信上做的非常均衡。相比之下，神威太湖之光就屬于各方面性能都不錯，但計算性能特別強悍的類型，在均衡性上是不如京的。但這并不意味著神威太湖之光就不如一臺幾年前的大機器，實際上，在絕對性能和在神威太湖之光所擅長的應用上，京是無法企及的。

日本下一代超算會是什么樣？

在德國法蘭克福舉辦的國際超級計算機大會上，日本富士通公司透露它的下一代超級電腦Post-K將使用ARMv8 架構(gòu)，根據(jù)富士通公布的計劃Post-K計劃在2020年推出，計劃應用性能是K的100倍，也就是性能將達到1000 PFLOPS，換言之就是神威太湖之光性能的10倍。

另外，富士通還公布了可以用于建設(shè)100P超算的技術(shù)儲備——SPARC64 XIfx處理器，該款處理器有32個核心用于計算，2核心用于運行OS服務，有點類似于BlueGene/Q，采用20nm制造工藝，雙精浮點性能超過1TFlops。至于日本能不能將技術(shù)圖紙變成現(xiàn)實，只能有時間來檢驗了。