【IT168 专稿】接上篇《全球TOP500超级计算机5年风云变幻(上) ——总体计算力、体系架构与制造商分析》和下篇《全球TOP500超级计算机5年风云录(下) ——应用领域与安装地点分析 》。
一、处理器：Intel与AMD你追我赶 IBM誓死捍卫RISC
1）英特尔、IBM、AMD三足鼎立
尽管AMD的成长非常迅速，但英特尔仍然是TOP 500的最大赢家，其Pentium4 Xeon、Xeon EM64T和 Itanium2处理器已被从低端到高端的各类高性能计算机广泛使用。在最新的排行榜中，一共有302套超级计算机系统采用了英特尔处理器。尽管这一数量少于6个月前的333套，安腾处理器的应用也从46套减少到了36套，但64位至强处理器在集群配置中的应用却迅速增长，从6个月前的81个系统增长到了118个系统。
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IBM的Power是仅次于英特尔受欢迎的处理器，在排行榜中有83台超级计算机使用了该处理器。有26台超级计算机系统使用IBM为用户定制的用于蓝色基因系统的PowerPC 440处理器。
AMD紧随IBM之后，在500强超级计算机排行榜中有80台使用AMD的Opteron处理器，6个月前是55台，一年之前只有25台。而且其中有26台超级计算机采用了双内核Opteron处理器。
2）X86兼容型64位处理器份额飞涨
从2003年AMD推出兼容32位计算的第一款X86 64位处理器以来，无论是AMD的皓龙，还是英特尔的至强EM64T，都显示出了强劲的增长态势。在2003年11月的榜单上，仅有4套系统采用AMD皓龙处理器，但今天，这个数目已经上升到了80套。后发制人的64位至强也从2005年6月的76套增长到了118套。AMD皓龙与英特尔64位至强二者共同占据了45.4%的份额。
与此形成鲜明对照的是，AMD 32位处理器已经从2004年开始退出了榜单，英特尔32位处理器也从04开始不断减少。可以预计的是，随着双核、多核技术的引入，这一趋势将得到进一步增强，兼容型64位处理器将挤占32位处理器和纯64位安腾处理器的位置，成为未来数年内的霸主。
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3）RISC阵营受到全面冲击，IBM一枝独秀
受到X86兼容型64位处理器挤压的不仅是原有的X86 32位处理器和英特尔“拼命”打造的安腾梦想，还有曾经雄霸高端计算领域多年的RISC处理器阵营。在5年前的排行榜上，X86处理器仅占到了2.2%的份额，但今天，2/3以上的系统都采用了英特尔或AMD的处理器。
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尽管IBM凭借POWER系列CPU在一定程度上减缓了RISC阵营的走弱趋势，但HP的PA-RISC与ALPHA、SUN的ULTRASPAC以及一连窜的其他非X86处理器，都面临被TOP 500淘汰出局的困境。
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二、处理器数： 513-2048颗CPU配置已成主流
随着海量数据处理、大规模科学计算和大规模网络信息服务应用的增长，TOP 500 HPC配置的处理器数量也是在不断增加。在2001年6月的榜单上，配置65-256颗处理器的系统占到了60.4%的份额；而到了2006年的6月份，配置513-2048颗CPU的系统占据了主流地位，其份额达到了77.6%。
总体来看，256颗CPU以下的系统即将要退出排行榜，256-512颗CPU系统也从去年开始大幅减少，在本届排行榜中，仅有48套系统上榜。
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相反的是，配置513-2048颗CPU的系统从两年前开始了“疯长”，并占据了主流位置。2049颗CPU以上系统也开始缓慢增长。
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但我们也看到，采用16000颗处理器以上的系统还很难看到。在本届排行榜中，采用处理器数最多的系统是由IBM制造的蓝色基因，总共用了131072 PowerPC 440处理器，占据了第一名的位置。其次是由IBM制造的另一套蓝色基因，用了40960 PowerPC 440处理器。
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三、操作系统：三十年河东，三十年河西
Linux目前已成为高性能计算的首选操作系统。在全球顶尖的500台超级计算机中，有367台上使用了Linux操作系统，比重为73.4%，而01年仅有44套；相比之下，此次有98台使用了Unix操作系统，01年是440套。正所谓“三十年河东，三十年河西”，短短几年的时间里，TOP 500 HPC中操作系统的格局发生了翻天覆地的变化。
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04年是这一戏剧性变化的转折点，在当年6月份发布的排行榜中，LINUX开始超过UNIX。但值得注意的，在近两届排行榜中，LINUX和UNIX似乎开始稳定各自的份额，这主要得益于UNIX惯有的稳定性和安全性，以及UNIX厂商的开源运动。
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另外，在Top 500超级计算机中，仅有一台超级计算机采用了Windows 2003 Server，另一台采用了Windows Compute Cluster Server 2003，均是运行在DELL公司的PC服务器机群上。尽管微软在个人市场和低端企业级市场上呼风唤雨，但要想在超级计算领域有所斩获，显然还有很长很长的路要走。
四、互联网络：商用产品风光无限
在大规模并行计算和机群等高性能计算系统中，处理器之间或计算节点之间的快速互联网络的重要程度并不亚于处理器本身。高性能计算机系统采用的互连技术有专用和商用两类，商用互连以Gigabit Ethernet、Myrinet、Infiniband、Quadrics等为主，专用互连包括SP Switch、NUMAlink、Crossbar、Cray Interconnect等。
1）风头正劲的千兆以太网、Myrinet和InfiniBand
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在此次TOP500中，有近80%的系统采用了商用互连技术，其中又以Gigabit Ethernet和Myrinet风头最劲。据榜单显示，选择用Gigabit Ethernet（千兆以太网）作为互连的超级计算机从一年前的212（42.4％）个增加到256个（51.2％）。而在2001年，我们甚至还看不到千兆以太网的身影。相反的是，数年前风云一时的SP Switch 和Crossbar已经退出了主流地位。
Myracom公司专有Myrinet的安装比例仍然位居第二，但相比去年有大幅下跌，去年同期有141个（28.2%）超级计算机选用了Myrinet家族产品，而今年只有87个（包括HyperPlex和Myrinet，17.4%）。
InfiniBand位列第四，增长势头非常明显，从去年六月至今，安装InfiniBand的超级计算机数量翻了一番，从一年前的16个（3.2%）增加到36个（7%）。
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2）需求差异化导致互联网络创新不断
跟处理器和操作系统的垄断化、集中化不同的是，尽管互联网络也有增有长，但众多差异化的产品仍然保持了各自的位置。互联网络的考虑因素主要有延时、带宽、价格、功能支持。一般来讲，互联系统的价格与延时成反比，而与带宽成正比。为了节省费用，应该针对不同的应用配置不同的互联系统。由于各种应用的需求不同，对于互联方式的延时和带宽的要求也不一样。有些高性能计算的应用需要每个节点之间非常频繁地交换数据，但每次的数据量并不很大，在设计时就需要使用低延时的互联网络，而对带宽的要求则不高。反之，有些应用节点之间的数据交换不是非常频繁，但每次交换的数据量非常大，则需要考虑使用高带宽的互联网络，对延时要求则不高。
正是这种差异化导致了互联网络的种类繁多。在本届排行榜中，TOP 500 HPC采用的互联网络达到了20种之多，包括Cray Interconnect、Crossbar、Ethernet、Fast Ethernet、Fireplane、Gigabit Ethernet、Giganet、HIPPI、Infiniband、Mixed、Myrinet、NUMAflex、NUMAlink、PARAMNet、Proprietary、Quadrics、RapidArray、SCI、SP Switch等。
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而且，值得注意的，随着一些互联网络如Ethernet、Fast Ethernet的退出，同时也有另一些网络如Proprietary、Infiniband、Mixed、NUMAlink、RapidArray的涌现，而且表现出了不错的成长性。特别是新秀Infiniband已经开始呈现出超过Myrinet的趋势，并可能成为将来的主流互联设备。
附表：主要互联网络的特性对比
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