近日第67期全球超算Top500榜單公佈，來自深圳國家超級計算中心（NSCC-SZ）的ExaFLOP級別（百億億次）超級計算機“靈晟（LineShine）” 登上 榜首。這是自2016年6月的“神威·太湖之光”後，時隔八年國產超級計算機再次佔據頭名。

在高性能Linpack（HPL）基準裏，顯示“靈晟”的運算性能達到了2.198 Exaflop/s，是全球首台雙精度FP64數據處理中持續工作負載下超過2 ExaFLOPS級別的系統，力壓之前已多期蟬聯冠軍的美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的El Capitan（1.809 Exaflop/s）。同時“靈晟”在HPCG高性能共軛梯度測試中排在了第一名，HPL-MxP混合精度基準測試中排名第四，意味着更適配於傳統超級計算機任務，在AI訓練和推理方面會稍微遜色一些。

與現在大部分採用CPU+GPU方案的超算系統不同，“靈晟”是完全基於CPU的方案，包括存儲與互聯網絡連接均採用國內自主研發的技術。其擁有20,480個計算節點，每個節點搭載了2顆基於Armv9架構的LX2處理器，共計40,960顆處理器，超過245萬個CPU核心。節點之間通過“靈渠”高速網絡互連，採用雙平面多軌胖樹拓撲結構，每個節點1.6Tb/s的帶寬。

每個LX2處理器集成了兩個計算模塊，共304個CPU核心，運行頻率1.55GHz，分為8個集羣。每個集羣擁有38個CPU核心，每個核心配備32KB的L1指令緩存和32KB的L1數據緩存，而每個集羣則共享一個28.5MB的L2緩存。

這些CPU核心可支持Arm SVE（可伸縮向量擴展）和SME（可伸縮矩陣擴展），加速用於AI訓練和科學計算中的向量和矩陣操作，能處理FP64、FP32、BF16、FP16、INT8等多種數據格式。每個LX2處理器在FP64/FP32精度下分別提供了60.3/120.6 TFLOPS的算力，在BF16/FP16精度下可提供240 TFLOPS算力，在INT8精度下則是960 TOPS算力。

與日本“Fugaku”超算搭載的A64FX處理器類似，LX2同樣採用了混合內存設計，每個處理器集成了32GB的HBM內存，總帶寬達到4TB/s，同時又能搭配最大256GB的DDR5內存。另外LX2內置SDMA引擎，專門負責在HBM和DDR之間調度數據。

“靈晟”超算共有92個計算機櫃，通過100萬端口互連，另外還有36個網絡機櫃和67個存儲櫃，提供了428個存儲節點，10TB/s的存儲帶寬，總存儲容量達到了650PB。整個超算系統功耗約42.2MW，能效為52.07 GigaFLOPS/W。

從每瓦性能角度來看，“靈晟”相比於El Capitan的60.94 GigaFLOPS/W要低一些，不過高於同樣選用純CPU方案的“Fugaku”（14.78 – 16.84 GigaFLOPS/W），而且領先幅度較大，能效表現有點令人感到意外。

“靈晟”是在今年4月末完成全機測試，然後通過了Top500的性能驗證並獲得排名。過去幾年裏，國內也有其他超算系統上線進行了相關測試，同樣達到了ExaFLOP級別，只不過沒有經過完整的性能驗證過程，所以並沒有出現在Top500榜單上。