2022全球超算十强榜单：百亿亿次计算时代正式开启

2022全球超算十强榜单：百亿亿次计算时代正式开启

运算速度突破每秒1102亿亿次，能耗比达到每瓦52.23亿次计算，美国Frontier系统以绝对优势登顶，标志着超算正式迈入百亿亿次级（Exascale）时代。

2022年全球超级计算机排行榜单揭晓，计算能力呈现跨越式增长。美国橡树岭国家实验室的Frontier系统以惊人的每秒1102亿亿次浮点运算速度稳居榜首，这一速度达到第二名日本富岳系统的近三倍。

本次榜单前十名中，中美日欧四大科技力量各展所长。日本富岳（Fugaku）虽从冠军宝座滑落，仍以每秒442千万亿次的运算能力保持亚军位置；芬兰LUMI系统作为欧洲最强超算跃居第三；中国“神威·太湖之光”和“天河二号”分别占据第六和第十席位。

01 性能霸主：Frontier的技术突破

Frontier系统采用HPE Cray EX235a架构，配备AMD EPYC 64C处理器，内核总数高达873万。其最大突破在于成为全球首个突破百亿亿次计算壁垒的超算系统。

能效表现同样令人瞩目，Frontier每瓦特电力可完成52.23亿次浮点运算，大幅领先其他系统。该系统部署在美国橡树岭国家实验室，为复杂科学计算提供前所未有的计算能力。

02 亚洲力量：富岳与太湖之光

日本理化学研究所的富岳（Fugaku）系统采用独特的ARM架构处理器，由约400台计算机构成。其每秒442千万亿次的持续性能使其在材料科学、药物研发领域保持强大优势。

中国“神威·太湖之光”安装在国家超级计算无锡中心，搭载40960个自主研发的神威26010众核处理器。该系统峰值性能达每秒3.168亿亿次，核心工作频率1.5GHz，曾在2020年实现千万核心并行第一性原理计算模拟。

03 欧洲新星：LUMI的崛起

芬兰LUMI（Large Unified Modern Infrastructure）超级计算机以每秒309亿亿次的计算能力跃居全球第三。该系统拥有222万个计算核心，采用与Frontier相同的HPE Cray EX235a架构，成为欧洲高性能计算的旗舰平台。

LUMI的突出表现使欧洲在超算领域重获话语权。其强大的计算能力正服务于气候研究、人工智能训练等前沿领域，为欧洲科研机构提供关键计算支持。

04 美国军团：多系统霸榜

除Frontier外，美国还有三台系统跻身前十。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Sierra系统（山脊）以每秒94.6亿亿次速度位列第五；橡树岭国家实验室的Summit系统（顶点）从上次第二降至第四；英伟达开发的Selene系统则排名第八。

这些系统采用多样化技术路线：Summit系统每个节点配备两个POWER9处理器和四个NVIDIA Tesla V100 GPU；而Perlmutter系统则包含6159个NVIDIA A100 Tensor Core GPU，构成全球最大的A100动力系统。

05 中国力量：持续领跑数量榜

在TOP500总量统计中，中国以173台超算上榜的成绩蝉联榜首，占全球总量34.6%。美国以127台紧随其后，中美两国合计占据全球超算500强中近三分之二份额。

除十强中的两台系统外，中国天河二号系统曾六次蝉联全球冠军。该系统目前仍采用英特尔处理器，但计划逐步替换为国产芯片，已应用于探月工程、载人航天等国家重大科研项目。

06 技术架构：处理器格局变迁

2022年超算榜单呈现出处理器市场的显著变化。AMD处理器在TOP500系统中占比提升至20%，英特尔X86架构仍保持75.8%的主导地位。ARM处理器崭露头角，富岳系统的成功证明其在高性能计算领域的潜力。

图形处理器应用呈现新趋势：AMD GPU正逐步取代英伟达的传统优势地位。这种转变在Frontier和LUMI等新系统中表现明显，为超算架构带来更多可能性。

07 应用场景：科学研究的加速器

超级计算机正在重塑科研范式。Perlmutter系统在美国国家能源研究科学计算中心服务于天体物理学和气候科学领域；富岳系统在天气预报、材料科学研究中发挥关键作用；天河二号则应用于石油勘探、飞行器设计等工程领域。

医疗研究领域同样受益：通过模拟药物分子结构、分析基因组数据，超算显著加速疾病诊断与治疗进程。能源领域应用同样突出，意大利Eni能源公司的HPC5系统成为全球功能最强大的工业用超算，专门优化分子模拟算法。

榜单背后，技术竞争仍在继续。美国能源部正在开发中的El Capitan系统设计算力超过200亿亿次；欧盟已启动下一代超算计划；中国E级超算原型机已完成验证。全球科研机构的目光已投向下一个里程碑——泽它级（Zettascale）计算，即每秒执行10^21次运算的能力。

超级计算机500强榜单自1993年创立，见证着人类计算能力三十年间的指数级增长。如今这些系统正推动人工智能、量子计算等领域的突破，其价值不仅在于运算速度本身，更在于它们为解决人类面临的重大挑战所提供的可能性。