Graph500

Graph500是一项对超级计算机系统的评级，针对的是数据密集型负载（英语：Data-intensive computing）。该项目是在2010年6月的国际超算大会（英语：ISC High Performance）上宣布的。第一份排名于2010年11月在ACM/IEEE超算大会（英语：ACM/IEEE Supercomputing Conference）上发布。该排名每年在6月的国际超算大会和11月的ACM/IEEE超算大会上发布两次。用来对超级计算机进行排名的主要性能指标是GTEPS（每秒遍历边数（英语：Traversed edges per second），以吉咖计，也即G、吉、十亿或10⁹）。

桑迪亚国家实验室的理查德·墨菲（Richard Murphy）表示，“Graph500的目标是提高对复杂数据问题的认识”，而非专注于计算机性能测试，比如像TOP500基于HPL（高性能LINPACK（英语：LINPACK benchmarks））那样。^[1]

尽管名为Graph500，但该评级中列出的系统总数实际上不足500，截至2014年6月已增至174个。^[2]

获得冠军的算法和实现，被发表在题为《超级计算机上的超大规模广度优先搜索》（Extreme scale breadth-first search on supercomputers）的论文中。^[3]

另外还有Green Graph500排行榜，它使用相同的性能指标，但排序是根据每瓦特的性能，就像TOP500（HPL）也有相应的Green 500（英语：Green 500）一样。

测试基准

Graph500使用的测试基准，强调系统的通信子系统，而非计算双精度浮点数。^[1]它基于大型无向图（平均度数为16的克罗内克图（英语：Kronecker graph）模型）中的广度优先搜索（BFS）。测试基准中有三个计算内核：第一个内核用来生成图，并将其压缩为稀疏结构CSR或CSC（Compressed Sparse Row/Column，压缩稀疏行/列）；第二个内核对一些随机顶点进行并行广度优先搜索（每运行一次进行64次搜索迭代）；第三个内核运行单源最短路径（SSSP）计算。该基准为图定义了六种规模：^[4][5]

规模	英文	顶点数	内存
玩具型	toy	226	17G
迷你型	mini	229	137G
小型	small	232	1.1T
中型	medium	236	17.6T
大型	large	239	140T
巨型	huge	242	1.1P

该基准的参考实现包含多个版本：^[6]

• 用GNU Octave的串行高级
• 用C语言的串行低级
• 使用OpenMP的并行C版本
• 克雷XMT（英语：Cray XMT）的两个版本
• 基本MPI版本（具备MPI-1功能）
• 优化MPI版本（具备MPI-2单边通信）

夺冠的日本京计算机上的实现策略详见^[3]。

排行榜

Graph500 BFS

2024年11月Graph500广度优先搜索排行榜前10名：^[7]

排名	机器	GTEPS	国家	城市	安装地点	制造商	年份	节点数	核心数	规模
1	富岳	204,068	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	43
2	武汉超级计算机	115,357.6	中国	武汉	武汉超级计算中心	华中科技大学	2023	252	6,999,552	41
3	EOS NVIDIA DGX SUPERPOD	39,085.4	美国	圣塔克拉拉	英伟达	英伟达	2023	416	485,888	38
4	前沿	29,654.6	美国	橡树岭	美国能源部/SC/橡树岭国家实验室	慧与科技	2021	9,248	8,730,112	40
5	鹏城云脑II	28,463.1	中国	深圳	鹏城实验室	华中科技大学-鹏城实验室-华为	2022	488	93,696	40
6	极光	24,250.2	美国	阿尔贡	美国能源部/SC/阿尔贡国家实验室	英特尔/慧与科技	2023	4,096	25,591,808	40
7	神威·太湖之光	23,755.7	中国	无锡	国家超级计算无锡中心	国家并行计算机工程技术研究中心	2015	40,768	10,599,680	40
8	Wisteria/BDEC-01 (Odyssey)	16,118	日本	柏市	东京大学信息技术中心	富士通	2021	7,680	368,640	37
9	我们的海（英语：MareNostrum）5 ACC	15,737.43	西班牙	巴塞罗那	巴塞罗那超级计算中心（英语：Barcelona Supercomputing Center）	Eviden	2024	1,120	680,960	35
10	TOKI-SORA	10,813	日本	东京	宇宙航空研究开发机构	富士通	2020	5,760	276,480	36

Graph500 SSSP

2024年11月Graph500单源最短路径排行榜前10名：^[7]

排名	机器	GTEPS	国家	城市	安装地点	制造商	年份	节点数	核心数	规模
1	武汉超级计算机	15,335.9	中国	武汉	武汉超级计算中心	华中科技大学	2023	252	6,999,552	41
2	鹏城云脑II	11,529.7	中国	深圳	鹏城实验室	华中科技大学-鹏城实验室-华为	2022	488	93,696	40
3	富岳	2,126.45	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	82,944	3,981,312	39
4	天河E级原型机升级系统	2,054.35	中国	天津	国家超级计算天津中心	国防科技大学	2021	2,048	131,072	34
5	SuperMUC-NG	1,053.93	德国	加兴	莱布尼茨超级计算中心（英语：Leibniz Supercomputing Centre）	联想集团	2018	4,096	196,608	37
6	NERSC Cori - 1024 haswell分区	558.833	美国	DOE/SC/LBNL/NERSC（英语：National Energy Research Scientific Computing Center）	NERSC/LBNL	克雷公司	2017	1,024	32,768	36
7	Nurion	337.239	韩国	大田	韩国科学技术情报研究院（英语：Korea Institute of Science and Technology Information）	克雷公司	2018	1,024	65,536	36
8	NERSC Cori - 512 KNL分区	229.188	美国	DOE/SC/LBNL/NERSC	NERSC/LBNL	克雷公司	2017	512	32,768	35
9	Lise	197.7	德国	柏林	柏林祖斯学院（英语：Zuse Institute Berlin）	源讯	2019	1,270	121,920	38
10	未公开的克雷XE6	134.173	美国	大学	National Computing Facility	克雷公司	2013	512	16,384	34

Green Graph500小数据

2024年11月Green Graph500小数据排行榜前10名：^[8]

排名	机器	MTEPS/W	国家	地点	Graph500排名	规模	GTEPS	节点数	核心数	功率（瓦）
1	天河-湖南大学	22,301.67	中国	湖南大学/国家超级计算长沙中心	19	26	1,845.017195	1	64	82.73
2	RAZIEL	22,094.87	以色列	海法	20	28	1,679.210000	1	16	76
3	JiFeng	12,512.81	中国	华中科技大学/浙江实验室	53	20	461.222000	1	512	36.86
4	天河E级原型机@Newbenchmarking@GreenBFS	8,635.11	中国	国家超级计算天津中心	32	27	1,165.740000	1	64	135
5	YITU	6,396.14		BDTS-SCTS-CGCL	36	27	1,010.590000	1	28	158
6	天河E级原型机@GraphV	6,099.61	中国	国家超级计算天津中心	39	26	884.443000	1	64	145
7	ENIAD	6,028.85	美国	宾夕法尼亚大学	42	26	783.750300	1	16	130
8	高通量计算机（+Nvidia V100）	2,099.09		SMARCO & ICT	65	26	319.061000	1	24	152
9	高通量计算机（+GPU）	1,830.31		SMARCO	74	26	237.940000	1	58	130
10	GMC6KA	1,430.90	日本	日本电信电话武藏野研发中心	69	23	265.460000	1	16	185.52

Green Graph500大数据

2024年11月Green Graph500大数据排行榜前10名：^[8]

排名	机器	MTEPS/W	国家	地点	Graph500排名	规模	GTEPS	节点数	核心数	功率（瓦）
1	天河E级原型机@Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中国	国家超级计算天津中心	35	30	1,055.480000	1	64	167
2	天河E级原型机	4,385.24	中国	国家超级计算天津中心	41	30	811.270000	1	64	185
3	ENIAD	2,057.08	美国	宾夕法尼亚大学	54	30	436.100000	1	8	212
4	Polymer2	687.18	中国	上海交通大学	63	30	350.460000	1	56	510
5	高通量计算机（+NVidia V100）	678.26		SMARCO & ICT	84	30	163.461000	1	48	241
6	高通量计算机（+Nvidia V100）	638.22		SMARCO & ICT	87	30	146.790000	1	1	230
7	高通量计算机	326.48		SMARCO	113	30	39.830000	1	40	122
8	IBM Power8+ Tesla P100	177.45	俄罗斯	IBM莫斯科/MSU Alex Kolganov	112	30	41.700000	1	66	235
9	PowerfullServer	112.41	俄罗斯	Alex Kolganov	130	30	16.300000	1	18	145
10	IBM POWER8+	66.00	俄罗斯	IBM莫斯科/MSU Alex Kolganov	139	30	13.200000	1	10	200

历史

历次排行榜榜首机器。

Graph500 BFS

年月	机器	GTEPS	国家	城市	安装地点	制造商	年份	节点数	核心数	规模	来源
2010-11	Intrepid（蓝色基因）	7.0867	美国	阿尔贡	阿尔贡国家实验室	IBM		8,192	32,000	36	[9]
2011-06	Intrepid（蓝色基因/P）	18.4684	美国	阿尔贡	阿尔贡国家实验室	IBM		32,768	131,072	38	[10]
2011-11	NNSA（英语：National Nuclear Security Administration）/SC（蓝色基因/Q原型机）	253.403	美国		NNSA/IBM研究院托马斯·沃森（英语：Thomas J. Watson Research Center）	IBM		4,096	65,536	32	[11]
2012-06	米拉（英语：Mira (supercomputer)）	3,541	美国	阿尔贡	美国能源部/SC/阿尔贡国家实验室	IBM	2012	32,768	524,288	38	[12]
2012-11	红杉（蓝色基因/Q）	15,363	美国	利弗莫尔	劳伦斯利弗莫尔国家实验室	IBM	2012	65,536	1,048,576	40	[13]
2013-06											[14]
2013-11											[15]
2014-06	京	17,977.1	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2011	65,536	524,288	40	[16]
2014-11	红杉	15,363	美国	利弗莫尔	劳伦斯利弗莫尔国家实验室	IBM	2012	98,304	1,572,864	41	[17]
2015-07	京	31,302.4	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2011	82,944	663,552	40	[18]
2015-11											[19]
2016-06											[20]
2016-11											[21]
2017-06											[22]
2017-11											[23]
2018-06											[24]
2018-11											[25]
2019-06											[26]
2019-11	神威·太湖之光	23,755.7	中国	无锡	国家超级计算无锡中心	NRCPC	2015	40,768	10,599,680	40	[27]
2020-06	富岳	70,980	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	92,160	4,423,680	40	[28]
2020-11	富岳	102,956	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	158,976	7,630,848	41	[29]
2021-06											[30]
2021-11											[31]
2022-06	富岳	102,955	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	158,976	7,630,848	41	[32]
2022-11											[33]
2023-06	富岳	137,096	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[34]
2023-11	富岳	138,867	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[35]
2024-06	富岳	166,029	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[36]
2024-11	富岳	204,068	日本	神户	理化学研究所计算科学中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	43	[7]

Graph500 SSSP

年月	机器	GTEPS	国家	城市	安装地点	制造商	年份	节点数	核心数	规模	来源
2017-11	未公开的克雷XE6	12.88	美国	大学	大学	克雷公司	2013	512	8,192	31	[37]
2018-06											[38]
2018-11	SuperMUC-NG	1,053.93	德国	加兴	莱布尼茨超级计算中心（英语：Leibniz Supercomputing Centre）	联想集团	2018	4,096	196,608	37	[39]
2019-06											[40]
2019-11											[41]
2020-06											[42]
2020-11											[43]
2021-06	天河E级原型机升级系统	2,054.35	中国	天津	国家超级计算天津中心	国防科技大学	2021	2,048	131,072	34	[44]
2021-11											[45]
2022-06	DepGraph Supernode	3,870.937	中国	武汉	国家大数据技术与系统工程研究中心	华中科技大学/英伟达	2022	1	128	33	[46]
2022-11	鹏城云脑II	12,448.5	中国	深圳	鹏城实验室	华中科技大学-鹏城实验室-华为	2022	488	93,696	40	[47]
2023-06	武汉超级计算机	19,039.1	中国	武汉	武汉超级计算中心	华中科技大学	2023	252	6,999,552	40	[48]
2023-11	武汉超级计算机	15,335.9	中国	武汉	武汉超级计算中心	华中科技大学	2023	252	6,999,552	41	[49]
2024-06											[50]
2024-11											[7]

Green Graph500小数据

年月	机器	MTEPS/W	国家	地点	Graph500排名	规模	GTEPS	节点数	核心数	功率（瓦）	来源
2013-06	GraphCREST-Tegra3	64.12	日本	中央大学	132	20	0.153885	1		2.4	[51]
2013-11	GraphCREST-Xperia-A-SO-04E	153.17	日本	Yuichiro Yasui	143	20	0.477633	1		3.1184	[52]
2014-06	Colonial	445.92	美国	乔治·华盛顿大学	43	20	122.182000	1	12	274	[53]
2014-11					45						[54]
2015-07					46						[55]
2015-11	TitanX_forsite	815.68		forsite-company.ru/英伟达	47	26	132.140000	1	28	162	[56]
2016-06					52						[57]
2017-06					52						[58]
2017-11	IBM POWER8+ Tesla P100	1,165.71	俄罗斯	IBM莫斯科 /莫斯科国立大学Alex Kolganov	50	26	204.000000	1	66	175	[59]
2018-06											[60]
2018-11											[61]
2019-06	Graph-WICIL-Node0	1,400.19	美国	威斯康星大学麦迪逊分校	67	23	79.531000	1	18	56.8	[62]
2019-11	高通量计算机（+GPU）	1,830.31		SMARCO	42	26	237.940000	1	58	130	[63]
2020-06	高通量计算机（+Nvidia V100）	1,926.52		SMARCO/ICT	37	26	271.640000	1	1	141	[64]
2020-11	高通量计算机（+Nvidia V100）	2,099.09		SMARCO/ICT	38	26	319.061000	1	24	152	[65]
2021-06	ENIAD	6,028.85	美国	宾夕法尼亚大学	26	26	783.750300	1	16	130	[66]
2021-11	DepGraph	6,234.32	中国	国家大数据技术与系统工程研究中心 服务计算技术与系统实验室 /华中科技大学集群与网格计算实验室	25	27	997.491000	1	28	160	[67]
2022-06	天河E级原型机 @Newbenchmarking@GreenBFS	8,635.11	中国	国家超级计算天津中心	24	27	1,165.740000	1	64	135	[68]
2022-11	HP-UFG	62,799.38		UC	14	28	2,009.580000	1	512	32	[69]
2023-06					17						[70]
2023-11	RAZIEL	22,094.87	以色列	海法	15	28	1,679.210000	1	16	76	[71]
2024-06					17						[72]
2024-11	天河-湖南大学	22,301.67	中国	湖南大学/国家超级计算长沙中心	19	26	1,845.017195	1	64	82.73	[8]

Green Graph500大数据

年月	机器	MTEPS/W	国家	地点	Graph500排名	规模	GTEPS	节点数	核心数	功率（瓦）	来源
2013-06	JUQUEEN（英语：JUQUEEN）	5.41	德国	于利希研究中心	3	38	5,848.000000	16,384		1,081,340	[51]
2013-11	TSUBAME KFC	6.72	日本	东京工业大学	47	32	44.019100	32		6552.7	[52]
2014-06	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	59.12	日本	九州大学	62	30	28.478000	1	32	481.7	[53]
2014-11	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	61.48	日本	九州大学	66	30	28.614000	1	32	465.4	[54]
2015-07	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	62.93	日本	九州大学	67	30	31.325000	1	32	497.8	[55]
2015-11					74						[56]
2016-06					82						[57]
2016-11					82						[73]
2017-06					82						[58]
2017-11	IBM POWER8+ Tesla P100	177.45	俄罗斯	IBM莫斯科 /莫斯科国立大学Alex Kolganov	86	30	41.700000	1	66	235	[59]
2018-06					86						[60]
2018-11					86						[61]
2019-06					77						[62]
2019-11	高通量计算机	282.70		SMARCO	81	30	34.490000	1	40	122	[63]
2020-06	高通量计算机（+Nvidia V100）	638.22		SMARCO/ICT	54	30	146.790000	1	1	230	[64]
2020-11	高通量计算机（+Nvidia V100）	678.26		SMARCO/ICT	55	30	163.461000	1	48	241	[65]
2021-06	天河E级原型机	4,385.24	中国	国家超级计算天津中心	25	30	811.270000	1	64	185	[66]
2021-11					31						[67]
2022-06	天河E级原型机 @Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中国	国家超级计算天津中心	27	30	1,055.480000	1	64	167	[68]
2022-11	HP-UFG	33,043.16		HP-UFG	15	30	1,883.460000	1	512	57	[69]
2023-06					18						[70]
2023-11	RAZIEL	16,238.05	以色列	海法	-	30	1,412.710000	1	16	87	[71]
2024-06											[72]
2024-11	天河E级原型机 @Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中国	国家超级计算天津中心	35	30	1,055.480000	1	64	167	[8]

参见

• TOP500
• Green 500（英语：Green 500）
• HPCG测试基准（英语：HPCG benchmark）