AMD在全球超級計(jì)算機(jī)Top500排名中的技術(shù)優(yōu)勢分析

逍遙設(shè)計(jì)自動(dòng)化

引言
% c. m8 r- P: V0 v1 E% W( y2024年11月，超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)生顯著變化，AMD在Top500排名中取得重大進(jìn)展。這一發(fā)展主要體現(xiàn)在El Capitan超級計(jì)算機(jī)的部署上。
$ V& `/ `1 Y& L" m
圖1：現(xiàn)代超級計(jì)算機(jī)核心計(jì)算硬件的細(xì)節(jié)視圖。

El Capitan系統(tǒng)架構(gòu)
1 R# z. l. m& ?7 ^El Capitan系統(tǒng)搭載了43,808個(gè)AMD "Antares-A" Instinct MI300A設(shè)備，展現(xiàn)了強(qiáng)大的計(jì)算能力。在High Performance Linpack (HPL)測試中，系統(tǒng)達(dá)到2,746.4千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算的理論峰值性能，實(shí)際持續(xù)性能為1,742千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，計(jì)算效率達(dá)到63.4%。

圖2：全面展示Top500榜單中各計(jì)算架構(gòu)的分布情況，其中AMD Instinct（綠色）、NVIDIA Grace（棕色）等架構(gòu)以不同顏色表示。

3 a1 I; n1 ?6 N3 n0 N( G技術(shù)規(guī)格
" e( D- b* X, Y! ]5 l; [2 NMI300A的技術(shù)規(guī)格具有特色，包含三個(gè)配備24個(gè)"Genoa" Epyc核心的chiplet和六個(gè)工作頻率為1.8 GHz的Antares GPU流處理器chiplet。系統(tǒng)架構(gòu)采用HPE的"Rosetta" Slingshot 11以太網(wǎng)互聯(lián)，集成了超過105萬個(gè)Genoa核心和約1000萬個(gè)GPU chiplet上的流處理器。

6 y" P- y5 A: R- H9 Z圖3：全面展示各超級計(jì)算機(jī)裝置的系統(tǒng)規(guī)格、性能指標(biāo)和核心數(shù)量。
) ~  }& A/ ?! R) Y) K
( L8 x, j6 n9 g  L市場表現(xiàn)與競爭
& Z4 D- g3 E3 w5 H! {2024年11月的排名顯示，AMD的市場滲透率大幅提升，AMD GPU貢獻(xiàn)了新增性能的72.1%。這包括El Capitan系統(tǒng)和基于MI300A混合計(jì)算引擎的三個(gè)規(guī)模較小的系統(tǒng)，總計(jì)提供3,134.6千萬億次FP64計(jì)算性能，占新增計(jì)算能力的60.1%。
+ }: K6 ^) F5 m  g- f1 R
圖4：按加速器類型分類的超級計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)數(shù)量、峰值性能和核心分布。

歷史性能趨勢
- s" R- g' G3 _  h) G  P; _
$ N; \) i9 q7 M圖5：超級計(jì)算機(jī)性能從1990年到2025年的歷史發(fā)展趨勢圖，以對數(shù)刻度顯示總和、第1名和第500名的排名。
. S1 g0 f+ ^5 L( |# N0 d) b
% V0 u# G, M9 \& Y- a" G競爭格局分析
競爭格局已經(jīng)發(fā)生明顯變化，Nvidia在新裝置中的占比有所下降。Grace-Hopper系統(tǒng)僅占新計(jì)算能力的3.8%，而結(jié)合Intel Xeon CPU和Nvidia GPU的系統(tǒng)占新計(jì)算能力的18.6%。
5 {) ~# _1 ]+ A% O8 H
行業(yè)影響
從更廣泛的角度來看，整個(gè)HPC行業(yè)正在經(jīng)歷重要變革。所有500臺(tái)機(jī)器的總計(jì)算能力已達(dá)到11.72百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，較2024年6月的8.21百億億次有顯著提升。但在保持Top500榜單低端歷史增長率方面仍面臨挑戰(zhàn)。

$ Z  E3 z6 T5 Z7 k) `& A這些發(fā)展顯示了超級計(jì)算領(lǐng)域正處于轉(zhuǎn)型期，AMD的技術(shù)進(jìn)步正在重塑競爭格局。混合CPU-GPU架構(gòu)在實(shí)現(xiàn)百億億次級性能方面的成功，為下一代超級計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新思路。

目前，進(jìn)入Top500榜單的最低門檻為2.31千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算（HPL基準(zhǔn)測試），而進(jìn)入Top100需要12.8千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。這一進(jìn)展反映了高端系統(tǒng)能力的提升，以及HPC裝置在擴(kuò)展性能方面持續(xù)面臨的挑戰(zhàn)。

+ h+ v6 W- |4 \. R結(jié)論
超級計(jì)算架構(gòu)和性能指標(biāo)的變革展示了行業(yè)在追求更高計(jì)算能力方面的持續(xù)努力，同時(shí)也引發(fā)了對當(dāng)前增長趨勢可持續(xù)性和云計(jì)算在未來HPC部署中作用的思考。
& K9 t: o6 x3 e+ ~  j) i" E
參考文獻(xiàn)
0 d% S4 I7 a! c+ K6 M5 d[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]

" g+ m7 d- T1 e7 Q* kEND


軟件申請我們歡迎化合物/硅基光電子芯片的研究人員和工程師申請?bào)w驗(yàn)免費(fèi)版PIC Studio軟件。無論是研究還是商業(yè)應(yīng)用，PIC Studio都可提升您的工作效能。
點(diǎn)擊左下角"閱讀原文"馬上申請
* I" x' a, k* G
, |5 g7 v  f. D2 H5 m" w( V9 c' k歡迎轉(zhuǎn)載
" ^. y) B) h, B. \
轉(zhuǎn)載請注明出處，請勿修改內(nèi)容和刪除作者信息！
& g0 a- o  x2 h- a9 |: D) n; b



% I& c' I% Z7 y2 p! Y! F! w
關(guān)注我們
, X! P4 r! |6 J( {' |" ?
% O& D1 m+ w( \: S4 m# Y8 q, p! M

# J2 ]' S! K9 O+ f

+ g0 }9 p, y( G  {2 h: ^

* r! k5 d2 l0 V

                     



關(guān)于我們：
7 L) _! `4 {$ ^% d0 ^深圳逍遙科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計(jì)和仿真軟件，提供成熟的設(shè)計(jì)解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分別針對光電芯片、微機(jī)電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計(jì)與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù)，廣泛服務(wù)于光通訊、光計(jì)算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作，推動(dòng)特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。
1 G0 j- }; s+ L# U- z
http://www.latitudeda.com/
（點(diǎn)擊上方名片關(guān)注我們，發(fā)現(xiàn)更多精彩內(nèi)容）