科技新報／超級電腦2014全球排名 中國天河二號奪冠
想知道目前全球運算速度最快的電腦是哪一臺嗎？答案是位於中國的超級電腦天河二號（Tianhe-2），它已經是第三次拿到超級電腦運算能力的第一名了。全球 500 大超級電腦（Top500）一直是資訊 IT 產業一個有趣的話題，第 43 屆的排行榜剛於 2014 年 6 月公佈，第二名則是美國的泰坦 (Titan) 超級電腦，第三名是美國的紅杉 (Sequoia) 超級電腦。
超級電腦的發展，帶動了人類在高複雜運算獲得更多成果，商用化的超級電腦平臺也會是大數據、海量資料的未來趨勢要角，人類投注在超級電腦上的研發能量，終究都會讓很多人受益。
根據這次最新公佈的數據，位於中國國防科技大學的天河二號超級電腦，是中科曙光所開發，有 312 萬顆核心處理器，其浮點運算速度達 33.86 petaflop/s，相當於第二快的超級電腦 Titan 的接近二倍。位於美國能源部橡樹嶺國家實驗室的Titan，是超級電腦領域知名的克雷電腦公司 (Cray) 打造的，其浮點運算能力爲 17.59 petaflop/s。
第三名的超級電腦 Sequoia 同樣位於美國的能源部，不過是另一間實驗室，也就是勞倫斯利福摩爾國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory；LLNL），這臺超級電腦則是由則爲藍色巨人 IBM 所開發，浮點運算能力爲 17.17petaflop/s。第四名則是位於日本理化學研究所的京 (K computer)，由富士通打造，採用的是SPARC64 VIIIfx 2.0GHz 處理器。
大致上，和上屆（第42次）排行榜的名單沒有太大差別，新進榜的超級電腦是 Cray 開發的 XC30，這臺超級電腦的運算能力達到3.14 petaflop/s，排名第10名，屬於美國的機密政府單位，外界猜想這單位可能是美國國家安全局 NSA 吧？
越來越多國家有能力購買與建置超級電腦
這幾年美國在排行榜上的超級電腦數量仍舊是全球最多的，目前有 233 臺，但已經比半年前排行榜的 265 臺要少了，衰退了 15%。不過中國擁有的超級電腦數量成長腳步也很快，上屆排行榜是 63臺，這次已經增加爲 76 臺在排行榜上，增加了 20%。能夠進五百大排行榜的亞洲國家擁有的超級電腦數量正急起直追，已經等於英國、法國、德國這幾個先進工業國擁有的超級電腦之和，日本是 30 臺進榜，英國也是 30 臺，法國是 27 臺，德國是 23 臺。臺灣呢？只有一臺超級電腦在榜上，是排名第 305 名的 ALPS，位於臺灣的國家高速電腦中心，浮點運算能力只有 177.1 terabyte/s，和第一名的天河二號相比，浮點運算效能相差「二百倍」。
科技新報觀察這次的數據，近五年的超級電腦效能增長已經大不如前，儘管前幾名的超級電腦效能進步，但排行榜上後段班的超級電腦，以第五百名的機器來看，近五年平均只有 55% 的進步。對照 1994 年到 2008 年的表現，當時的平均年成長率則是高達 90%。這 20 年的第五百名超級電腦的翻新效率，也以 2014 年的排行榜中爲最低。
這些跡象，是否代表目前的超級電腦運算提升已經碰到了瓶頸了呢？往好處想，超大型系統的建構受惠於半導體晶片的發展、多核心繫統的更成熟，超級電腦演算法的進步，使得對於超級運算能力巔峰的需求和產出能夠達到讓人滿意的程度，但是不是超大型系統的建構與設計，目前的市場上需求似乎是趨緩了。
目前這五百臺超級電腦的整體運算能力總和，達到 274 Pflop/s，上次是250 Pflop/s，再之前一屆是 223 Pflop/s。
在超級電腦的領域裡，使用特製的 Linux 發行版 (97%)，或特製的 Unix 作業系統 (2.4%)，絕對是超級電腦的運算主流，微軟的 Windows 平臺在五百大超級電腦排行榜中，只有 2 臺，比重是 0.4% 而已。
以主要的處理器平臺來看，核心處理器的部份，英特爾在這五百臺超級電腦中囊括了 85.4％ 的比重，採用 IBM 處理器的比例仍舊是 8％，但採用 AMD Opteron 處理器的超級電腦從上次調查的 15％，滑落到這次的 6％，可見消長。使用的處理器核心數量方面，排行榜上有 96％ 的超級電腦使用 6 顆以上的核心處理器，有 83％ 的超級電腦使用了 8 顆以上的核心處理器。
這幾年協同加速是超級電腦的重點技術之一，如果看處理器平臺提升的部份，第一名的天河二號和第七名的 Stampede，採用的是英特爾的 Xeon Phi 處理器來加速演算效率。第二名的 Titan 與第六名的 Piz Daint，採用 NVIDIA 的繪圖處理器來加速運算。全部五百臺超級電腦系統中，有 62 臺系統採用了這樣的技術，比半年前的 53 臺還要多。這次有 44 臺使用 NVIDIA 繪圖晶片加速，2 臺採用 AMD 的Radeon晶片，14 臺使用 Intel 的 Xeon Phi。
超級電腦的供應商方面，這次的排行榜，惠普 (HP) 仍舊是第一名，比重達到 36％，一共有 182 臺超級電腦是惠普打造的。其次是排行榜達到 35％ 比重的IBM，一共有 176 臺超級電腦由 IBM 打造。和半年前的數據比較，惠普滑落了 3％，IBM 則增加了 2％。專門打造超級電腦的 Cray 公司，這次則有 51 臺超級電腦上榜，比重爲 10％。
TOP500 列表，是由德國曼海姆大學 (University of Mannheim) 的 Hans Meuer、美國田納西大學諾克斯維爾分校 (University of Tennessee, Knoxville) 的 Jack Dongarra 以及美國勞倫斯伯克利國家實驗室 (NERSC/Lawrence Berkeley National Laboratory) 的 Erich Strohmaier 與 Horst Simon 等人共同彙整編輯出來的。每年6月的國際超級電腦大會 (International Supercomputing Conference)，以及每年 11 月的 ACM/IEEE Supercomputing Conference，各公佈一次半年度的排行榜，這些超級電腦會通過 LINPACK benchmark 測試，排行榜主要是以浮點運算能力做排序。
2014 年 6 月全球前 10 名超級電腦列表，完整 Top 500列表請點此
延伸閱讀：
竊取全球網路監看資料！NSA 購臺廠設備打造世界最大資料中心