TOP500日前发布了2013年上半年度的世界超级计算机排名，去年底占据首位的“泰坦”被中国的天河2号挤下宝座，前者的浮点性能17.59PFLOPS（千万亿次），峰值性能27PFLOPS，新王者天河2号的性能可达33.86PLFOPS，接近Titan的2倍，峰值性能最高可达54.902PFLOPS，而三年前的天河1A浮点性能只有2.5PFLOPS，仅有天河2号的7%，目前排名第十。

　　排名第三的是美国国防部下属的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“红杉”，使用的是IBM BlueGene/Q系统，浮点性能17.17PFLOPS，2011年也曾问鼎TOP500第一。日本富士通公司开发的“京”超级计算机以10.51PFLOPS排名第四。

　　此外，天河2号在架构设计上与Titan也有明显不同。Titan超级计算机实为Cray公司开发的XK7，使用的是16核Opteron+Tesla K20X组成，总计有18688个CPU核心和18688个K20X加速核心。

　　国产的天河2使用的是CPU+Xeon Phi加速卡方案（Intel笑了），总计有1.6万个节点，每个节点搭配2个Xeon E5-2692处理器及3个Xeon Phi加速卡，前者频率2.2GHz，12核心24线程，后者是Intel专门面向HPC市场推出的加速卡，核心有57、60、61三种，天河2号使用的是57核心的Xeon Phi 3100系列，整套系统拥有多达312万个核心。

　　Titan的功耗为8209KW，而天河2号功耗达到了17808KW，性能翻倍的同时功耗也几乎翻倍。Titan曾经在2012年的Green500中排名第三，性能功耗比达到了2.1GFlops/W，天河2的每瓦性能比为1.9GLFOPS/W，与TOP500排名第三的红杉的2.03GFlops/W水平差不多,称得上高效了。

　　天河2搭配了1024000（1PB）内存，使用了TH Express-2总线互连，操作系统为Kylin Linux（麒麟Linux）。

　　天河2号位于广州的国家超级计算机中心，预计今年底安装完毕。

　　虽然天河2号夺得了第一位置，但是整个TOP500榜单上美帝依然有252台HPC上榜，占据了一半的份额，欧洲由上次的105台增加到了112台，亚洲由上次的123台减少到119台，但是依然多于欧洲。

　　亚洲国家中，中国有66套HPC入榜，占据了亚洲的一半左右，不过总数相比上次的72台有所下降，日本由上次的32台减少到30台。

　　详情可以参考Top500官方网站。

　　发布最早的是高效能的双路性能级平台——Xeon E5-2600 v2系列在今年Q3季度就会登场，CPU核心从上一代的最多8核提高到12核，缓存容量30MB，支持DDR3-1866MHz，频率可能会在3GHz左右，加速频率会更高一些。由于使用了22nm 3D晶体管工艺，其功耗也会有所改善。

　　E5-2600 v2系列依然会使用LGA2011插槽，芯片组也是C600系列。

　　四路平台的E5-4600 v2代号Romley-EP 4S，支持两路QPI总线，发布时间是2014年Q1季度。

　　Xeon E7-4800 v2及8800 v2则有15个核心，使用IVB-EX架构，它将取代服役两年之久的Westmere-EX平台。不过E7 v2系列的频率会降低到2.4GHz左右，内存则会升级到DDR3-1600，芯片组也是同样的Patsburg（C600）。

　　入门级的双路平台则是E5-2400 v2，IVB-EP架构，10核心20线程设计，发布时间也要到2014年Q1季度了。

　　针对数据中心及HPC应用的Xeon Phi也会有升级，广州的超算中心正在研发下一代“天河”计算机，使用的就是10万块Xeon Phi以及同样数量的Xeon E-2600 v2处理器。

　　为了追上NVIDIA的Tesla K20X的双精度浮点性能，Xeon Phi中会新增两个型号，同时Xeon Phi也会升级C0步进。

　　新增的两个型号来自7100系列，7120X和7120P依然是61核心，31MB缓存，不过频率会提高到1.238GHz左右，此前的最高频率是1.1GHz，因此这两款Xeon Phi的双精度浮点性能也提高到了1.2TFLOPS。

　　其他规格没有变化，8GB GDDR5内存，512bit位宽，显存频率也是1.1GHz，TDP也保持300W的水准。

　　VR-Zone报道称，Xeon Phi项目最早可以追溯到2004年，当时Intel就已经着手开始研发超多核架构，再往后不断有相关计划推出，比如万亿次计算TeraScale（集成80个Atom类似的精简核心并行计算）、Larrabee、云计算等，最终这些项目都整合到了Xeon Phi团队中。

　　与其他计划一样，整合了三个项目的Xeon Phi团队面临的一个重要问题就是如何给它取个代号，在与Intel高管及工程师们讨论后得知，Xeon Phi取代号的过程算是整个项目中最困难的地方之一，因为这个芯片当时还没有任何实际产品，而且需要规避可能的版权问题。

　　最终代号Auburn Isle的Larrabee项目继任者Xepn Phi有三个代号入选：

　　1.Knights Ferry（骑士渡船，第一代产品）

　　2.Knights Corner（骑士角落，前期成品，TACC及其他HPC中使用的就是这款产品）

　　3.Knights Landing （骑士渡口，即将发布，2013年才会正式出货）

　　这些命名来自于加利福尼亚州背部的福尔松湖，Intel在那里有个相当大的研究中心。如果你去过那里，就经由渡船，路过一个拐角之后进入登陆地方，从渡船到登陆点倒是很有阶梯性，正好与产品的上市进度相符。

　　命名这部分虽然是Xeon Phi研发背后之后的八卦了，虽然它来自于两个没有上市的项目，或者说是失败的项目，但是没有上市不等于技术失败，这两个项目都整合进了Xeon Phi，也算是后继有人了。

　　11月10日到16日美国盐湖城将举办SC 12超级计算机会议，届时Intel还会公布更多消息。

　　除了编程环境上的优势，Intel还在价格上大杀四方，虽然作为商业机密的价格不会被直接公布，但是我们可以从BSN的报道的一台同时使用Xeon Phi和Tesla K20的超级计算机的报价中寻得蛛丝马迹。

　　一年之前TACC（德克萨斯高级计算中心）从美国NSF科学基金会得到2750万的启动资金开始建造一台计算能力达到10PFlops的的“Stampede”计算机，该计划分为三个阶段。

　　首批建造的部分计算能力为2PFlops，使用了6400个Xeon E5（SNB-EP架构）节点，每个节点搭配32GB DDR3内存。第二部分使用了Xeon Phi加速卡，拥有数不尽的MIC核心，计算性能目标是8PFlops，不过设计上高于7PFlips，不到8PFlops。

　　第三部分是16个内存节点，每个部分包含1TB内存以及2个Tesla K20加速卡，再加上64第一部分6400个节点中的128个Tesla K20加速卡，后者的总数量是144个，Xeon Phi的总数量大约有6500个。

　　关键的来了，TACC为Intel每块Xeon Phi加速卡支付的花费折合只有400美元，要知道Tesla K20的报价高达3199美元，而TACC只花了240万美元就使用6000-7000快Xeon Phi获得了7+PFlops的计算能力，每块报价400美元实际上是相当划算的交易。

　　不过BSN询问Intel之后得到的回应并不是这么说，Intel表示他们不会在Xeon Phi正式发布之前回应任何有关价格的问题，Xeon Phi的正式报价还没有公布，大家可以在今年底的发布会得到更多消息。

　　总之，TACC每块400美元的交易应该是购买的早期的Xeon Phi加速卡，而且现在也不知道这些加速卡是Kights Corner的初期版本还是Knights Ferry的样品，只知道这些加速卡的TDP是300W，集成61个核心，512bit GDDR5显存，搭配8GB容量。

　　Xeon Phi使用了Intel的MIC多核架构，早期的A0步进有48、52及60核心版本，显存频率约为2.4-4.5GHz，B0步进则有57、60及61个核心，显存频率也提高到了5-5.5GHz，核心频率为1.05-1.1GHz。

　　按照B0步进的能力计算，其双精度浮点性能已经达到了1TFLOPS，与AMD最新推出的FirePro W9000专业卡相同，虽然前者配置是8GB 512bit GDDR5显存，后者配备的是6GB 384bit显存，不过AMD的W9000支持PCI-E 3.0标准，Intel的Xeon Phi暂时还只支持PCI-E 2.0，折抵之下二者各有胜负。

　　Xeon Phi真正的对手是NVIDIA GK110架构的Teska K20，虽然后者还没有准确的规格信息，但是双精度浮点能力据悉可达1.5TFLOPS，为此Intel还要进一步加强Xeon Phi的规格。

　　VR-Zone报道称Xeon Phi的核心数将达到62个，而运行频率也显著提高到1.3GHz，性能差不多提升20-30%的样子，对于TDP功耗近300W的显卡来说如此幅度的提频难度可不小。

　　另外，VR-Zone还谈到了Xeon Phi的另一个优势，原文称中国及新加坡的专家认为Xeon Phi上的编译器要要比CUDA环境下的效率明显要高，如果Intel把QPI总线也带到Xeon Phi上，它也可以像标准版Xeon那样共享系统内存，那么领先优势还会更大。

　　Cascade计算机的目标是将实际应用的速度维持在数千万亿次（multi-petaflops），与TOP500排名使用峰值速度明显不同。这么强大的计算机显然不是普通公司所需要的，它是在美国能源部下属的能源开发计算中心投资4000万美元的支持下开发的，主要用于环境科学、混合能源、天体物理及其他科学研究。

　　再来看一下Cascade的两大构成，Xeon Phi是Intel使用MIC多核架构设计的，A0步进有48、52及60核心版本，显存频率约为2.4-4.5GHz，B0步进则有57、60及61个核心，显存频率也提高到了5-5.5GHz，单精度浮点性能约为2.2TFLOPS，双精度约为1.1TFLOPS。

　　至于提到的下一代Kepler架构Tesla卡，虽然没有详说，不过不大可能是GK104核心的K10，因为它的双精度浮点性能太低，只有0.195TFLOPS，GK110架构的Tesla K20可能性更大，毕竟它单精度、双精度浮点性能分别有4.9TFLOPS、1.6TFLOPS。

　　NVIDIA公司Tesla商业部门高级总监Sumit Gupta称Cascade是世界首款集成三大关键技术的计算机，除了上述提及的Xeon Phi和Tesla加速卡之外还有Cray公司的Aries互联架构，不论处理器是否支持都可以使用高速PCI-E 3.0通道传送数据。

Xeon Phi与Tesla K20架构对比（点击放大）

注：Xeon Phi的频率是1.05-1.1GHz。上图中因为Google翻译导致此数据混乱了。

　　Xeon Phi基于通用的X86，确切地说是X64架构，将使用22nm 3D晶体管工艺，单精度：双精度效能为2：1，2MB L1缓存，31MB L2缓存，512bit GDDR5显存位宽，初期产品频率为1.05-1.1GHz，显存频率在5-5.5GHz（等效）左右，带宽350.7GB/s。

　　Xeon Phi使用了Intel的MIC多核架构，A0步进有48、52及60核心版本，显存频率约为2.4-4.5GHz，B0步进则有57、60及61个核心，显存频率也提高到了5-5.5GHz。

　　我们之前介绍过Tesla K20的架构和技术特性，它使用GK110架构，TSMC 28nm工艺，2880个CUDA核心，单精度：双精度效率为3：1，2MB L2缓存，384bit GDDR5显存，预计频率在850MHz，显存频率至少有6GHz（等效），带宽288GB/s。

　　单从性能上来看，K20的单精度、双精度分别是4.9TFLOPS、1.6TFLOPS，而Xeon Phi是2.2TFLOPS、1.1TFLOPS，处于下风，带宽上则略有优势。

　　Intel的Xeon Phi还在不断改进中，现在才是B0步进，还有时间进一步提升频率以增强双精度运算能力，毕竟Intel在制程工艺的优势是TSMC比不了的。

　　另外，3DCenter只分析了硬件上的规格（虽然都只是预估数值），但是软件环境上才是关键，Phi基于传统的X86架构，编程环境上有优势，再加上Intel雄厚的技术实力和金钱攻势，拉拢软件厂商的能力肯定要比NVIDIA强，最终的对决就让时间来说话吧。