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引言
- y2 p! i. Z s4 p, G) }) l2024年11月，超级计算机领域发生显著变化，AMD在Top500排名中取得重大进展。这一发展主要体现在El Capitan超级计算机的部署上。8 m6 k" F. A: g/ H; }
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! ]* o2 Y q" \3 |: J图1：现代超级计算机核心计算硬件的细节视图。0 P' I9 ? }) r
5 V6 C7 y7 z: I# A" uEl Capitan系统架构
, R. U; Q! n% X# [El Capitan系统搭载了43,808个AMD "Antares-A" Instinct MI300A设备，展现了强大的计算能力。在High Performance Linpack (HPL)测试中，系统达到2,746.4千万亿次浮点运算的理论峰值性能，实际持续性能为1,742千万亿次浮点运算，计算效率达到63.4%。! r# R3 V6 y% M. e* W; k: s
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5 ^/ S& E5 u2 ^1 `图2：全面展示Top500榜单中各计算架构的分布情况，其中AMD Instinct（绿色）、NVIDIA Grace（棕色）等架构以不同颜色表示。% y, `8 @6 `) E; I
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技术规格
' G( g9 C/ _) S3 R1 l# M% P/ N. s$ nMI300A的技术规格具有特色，包含三个配备24个"Genoa" Epyc核心的chiplet和六个工作频率为1.8 GHz的Antares GPU流处理器chiplet。系统架构采用HPE的"Rosetta" Slingshot 11以太网互联，集成了超过105万个Genoa核心和约1000万个GPU chiplet上的流处理器。) h) s1 g8 S% o q+ W9 K
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图3：全面展示各超级计算机装置的系统规格、性能指标和核心数量。; Y5 X% [! R3 L, M6 ?( L
, M7 N1 h! g$ {# V% w* j: Y) n市场表现与竞争5 Q3 W$ U( [# H2 U8 _% V0 K) [0 H
2024年11月的排名显示，AMD的市场渗透率大幅提升，AMD GPU贡献了新增性能的72.1%。这包括El Capitan系统和基于MI300A混合计算引擎的三个规模较小的系统，总计提供3,134.6千万亿次FP64计算性能，占新增计算能力的60.1%。; k d, J! U. W4 A5 Z
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% p# L4 K! A x; K; Z" |% H图4：按加速器类型分类的超级计算机统计数据，包括系统数量、峰值性能和核心分布。) O! F# V+ ~/ T3 o/ K: Z) d
" ?" B, z0 q' v) Z m$ ]" J历史性能趋势
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图5：超级计算机性能从1990年到2025年的历史发展趋势图，以对数刻度显示总和、第1名和第500名的排名。+ B. K U0 R* T: ~2 y4 F
! q' r$ C) v" V4 g竞争格局分析% o$ V0 ~/ X1 o0 G7 S
竞争格局已经发生明显变化，Nvidia在新装置中的占比有所下降。Grace-Hopper系统仅占新计算能力的3.8%，而结合Intel Xeon CPU和Nvidia GPU的系统占新计算能力的18.6%。2 L9 u6 Y6 z K0 n' r: k
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行业影响
7 [" |* L6 Y0 F/ E% V从更广泛的角度来看，整个HPC行业正在经历重要变革。所有500台机器的总计算能力已达到11.72百亿亿次浮点运算，较2024年6月的8.21百亿亿次有显著提升。但在保持Top500榜单低端历史增长率方面仍面临挑战。
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' o8 q- P2 L) ]) C这些发展显示了超级计算领域正处于转型期，AMD的技术进步正在重塑竞争格局。混合CPU-GPU架构在实现百亿亿次级性能方面的成功，为下一代超级计算机的系统设计提供了新思路。; u( }: D; F6 o: n
& j* b3 R& C% @ e目前，进入Top500榜单的最低门槛为2.31千万亿次浮点运算（HPL基准测试），而进入Top100需要12.8千万亿次浮点运算。这一进展反映了高端系统能力的提升，以及HPC装置在扩展性能方面持续面临的挑战。
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结论8 Y6 K* I( F2 D* R% G$ K+ {. I
超级计算架构和性能指标的变革展示了行业在追求更高计算能力方面的持续努力，同时也引发了对当前增长趋势可持续性和云计算在未来HPC部署中作用的思考。6 b# z8 `+ W3 |- b* K0 S
* s; k4 A) P$ M参考文献
6 g: T; m+ r/ S2 i% {0 V8 j[1] T. P. Morgan, "AMD Is The Undisputed Datacenter GPU Performance Champ – For Now," The Next Platform, Dec. 6, 2023. [Online]. Available: https://www.nextplatform.com/2023/12/06/amd-is-the-undisputed-datacenter-gpu-performance-champ-for-now/ [Accessed: Dec. 5, 2024]
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