Graph500

Graph500是一項對超級計算機系統的評級，針對的是數據密集型負載（英語：Data-intensive computing）。該項目是在2010年6月的國際超算大會（英語：ISC High Performance）上宣布的。第一份排名於2010年11月在ACM/IEEE超算大會（英語：ACM/IEEE Supercomputing Conference）上發布。該排名每年在6月的國際超算大會和11月的ACM/IEEE超算大會上發布兩次。用來對超級計算機進行排名的主要性能指標是GTEPS（每秒遍歷邊數（英語：Traversed edges per second），以吉咖計，也即G、吉、十億或10⁹）。

桑迪亞國家實驗室的理查德·墨菲（Richard Murphy）表示，「Graph500的目標是提高對複雜數據問題的認識」，而非專注於計算機性能測試，比如像TOP500基於HPL（高性能LINPACK（英語：LINPACK benchmarks））那樣。^[1]

儘管名為Graph500，但該評級中列出的系統總數實際上不足500，截至2014年6月已增至174個。^[2]

獲得冠軍的算法和實現，被發表在題為《超級計算機上的超大規模廣度優先搜索》（Extreme scale breadth-first search on supercomputers）的論文中。^[3]

另外還有Green Graph500排行榜，它使用相同的性能指標，但排序是根據每瓦特的性能，就像TOP500（HPL）也有相應的Green 500（英語：Green 500）一樣。

測試基準

Graph500使用的測試基準，強調系統的通信子系統，而非計算雙精度浮點數。^[1]它基於大型無向圖（平均度數為16的克羅內克圖（英語：Kronecker graph）模型）中的廣度優先搜索（BFS）。測試基準中有三個計算內核：第一個內核用來生成圖，並將其壓縮為稀疏結構CSR或CSC（Compressed Sparse Row/Column，壓縮稀疏行/列）；第二個內核對一些隨機頂點進行並行廣度優先搜索（每運行一次進行64次搜索迭代）；第三個內核運行單源最短路徑（SSSP）計算。該基準為圖定義了六種規模：^[4][5]

規模	英文	頂點數	內存
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

該基準的參考實現包含多個版本：^[6]

• 用GNU Octave的串行高級
• 用C語言的串行低級
• 使用OpenMP的並行C版本
• 克雷XMT（英語：Cray XMT）的兩個版本
• 基本MPI版本（具備MPI-1功能）
• 優化MPI版本（具備MPI-2單邊通信）

奪冠的日本京計算機上的實現策略詳見^[3]。

排行榜

Graph500 BFS

2024年11月Graph500廣度優先搜索排行榜前10名：^[7]

排名	機器	GTEPS	國家	城市	安裝地點	製造商	年份	節點數	核心數	規模
1	富岳	204,068	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	43
2	武漢超級計算機	115,357.6	中國	武漢	武漢超級計算中心	華中科技大學	2023	252	6,999,552	41
3	EOS NVIDIA DGX SUPERPOD	39,085.4	美國	聖塔克拉拉	英偉達	英偉達	2023	416	485,888	38
4	前沿	29,654.6	美國	橡樹嶺	美國能源部/SC/橡樹嶺國家實驗室	慧與科技	2021	9,248	8,730,112	40
5	鵬城雲腦II	28,463.1	中國	深圳	鵬城實驗室	華中科技大學-鵬城實驗室-華為	2022	488	93,696	40
6	極光	24,250.2	美國	阿爾貢	美國能源部/SC/阿爾貢國家實驗室	英特爾/慧與科技	2023	4,096	25,591,808	40
7	神威·太湖之光	23,755.7	中國	無錫	國家超級計算無錫中心	國家並行計算機工程技術研究中心	2015	40,768	10,599,680	40
8	Wisteria/BDEC-01 (Odyssey)	16,118	日本	柏市	東京大學信息技術中心	富士通	2021	7,680	368,640	37
9	我們的海（英語：MareNostrum）5 ACC	15,737.43	西班牙	巴塞羅那	巴塞羅那超級計算中心（英語：Barcelona Supercomputing Center）	Eviden	2024	1,120	680,960	35
10	TOKI-SORA	10,813	日本	東京	宇宙航空研究開發機構	富士通	2020	5,760	276,480	36

Graph500 SSSP

2024年11月Graph500單源最短路徑排行榜前10名：^[7]

排名	機器	GTEPS	國家	城市	安裝地點	製造商	年份	節點數	核心數	規模
1	武漢超級計算機	15,335.9	中國	武漢	武漢超級計算中心	華中科技大學	2023	252	6,999,552	41
2	鵬城雲腦II	11,529.7	中國	深圳	鵬城實驗室	華中科技大學-鵬城實驗室-華為	2022	488	93,696	40
3	富岳	2,126.45	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	82,944	3,981,312	39
4	天河E級原型機升級系統	2,054.35	中國	天津	國家超級計算天津中心	國防科技大學	2021	2,048	131,072	34
5	SuperMUC-NG	1,053.93	德國	加興	萊布尼茨超級計算中心（英語：Leibniz Supercomputing Centre）	聯想集團	2018	4,096	196,608	37
6	NERSC Cori - 1024 haswell分區	558.833	美國	DOE/SC/LBNL/NERSC（英語：National Energy Research Scientific Computing Center）	NERSC/LBNL	克雷公司	2017	1,024	32,768	36
7	Nurion	337.239	南韓	大田	韓國科學技術情報研究院（英語：Korea Institute of Science and Technology Information）	克雷公司	2018	1,024	65,536	36
8	NERSC Cori - 512 KNL分區	229.188	美國	DOE/SC/LBNL/NERSC	NERSC/LBNL	克雷公司	2017	512	32,768	35
9	Lise	197.7	德國	柏林	柏林祖斯學院（英語：Zuse Institute Berlin）	源訊	2019	1,270	121,920	38
10	未公開的克雷XE6	134.173	美國	大學	National Computing Facility	克雷公司	2013	512	16,384	34

Green Graph500小數據

2024年11月Green Graph500小數據排行榜前10名：^[8]

排名	機器	MTEPS/W	國家	地點	Graph500排名	規模	GTEPS	節點數	核心數	功率（瓦）
1	天河-湖南大學	22,301.67	中國	湖南大學/國家超級計算長沙中心	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	中國	華中科技大學/浙江實驗室	53	20	461.222000	1	512	36.86
4	天河E級原型機@Newbenchmarking@GreenBFS	8,635.11	中國	國家超級計算天津中心	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級原型機@GraphV	6,099.61	中國	國家超級計算天津中心	39	26	884.443000	1	64	145
7	ENIAD	6,028.85	美國	賓夕法尼亞大學	42	26	783.750300	1	16	130
8	高通量計算機（+Nvidia V100）	2,099.09		SMARCO & ICT	65	26	319.061000	1	24	152
9	高通量計算機（+GPU）	1,830.31		SMARCO	74	26	237.940000	1	58	130
10	GMC6KA	1,430.90	日本	日本電信電話武藏野研發中心	69	23	265.460000	1	16	185.52

Green Graph500大數據

2024年11月Green Graph500大數據排行榜前10名：^[8]

排名	機器	MTEPS/W	國家	地點	Graph500排名	規模	GTEPS	節點數	核心數	功率（瓦）
1	天河E級原型機@Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中國	國家超級計算天津中心	35	30	1,055.480000	1	64	167
2	天河E級原型機	4,385.24	中國	國家超級計算天津中心	41	30	811.270000	1	64	185
3	ENIAD	2,057.08	美國	賓夕法尼亞大學	54	30	436.100000	1	8	212
4	Polymer2	687.18	中國	上海交通大學	63	30	350.460000	1	56	510
5	高通量計算機（+NVidia V100）	678.26		SMARCO & ICT	84	30	163.461000	1	48	241
6	高通量計算機（+Nvidia V100）	638.22		SMARCO & ICT	87	30	146.790000	1	1	230
7	高通量計算機	326.48		SMARCO	113	30	39.830000	1	40	122
8	IBM Power8+ Tesla P100	177.45	俄羅斯	IBM莫斯科/MSU Alex Kolganov	112	30	41.700000	1	66	235
9	PowerfullServer	112.41	俄羅斯	Alex Kolganov	130	30	16.300000	1	18	145
10	IBM POWER8+	66.00	俄羅斯	IBM莫斯科/MSU Alex Kolganov	139	30	13.200000	1	10	200

歷史

歷次排行榜榜首機器。

Graph500 BFS

年月	機器	GTEPS	國家	城市	安裝地點	製造商	年份	節點數	核心數	規模	來源
2010-11	Intrepid（藍色基因）	7.0867	美國	阿爾貢	阿爾貢國家實驗室	IBM		8,192	32,000	36	[9]
2011-06	Intrepid（藍色基因/P）	18.4684	美國	阿爾貢	阿爾貢國家實驗室	IBM		32,768	131,072	38	[10]
2011-11	NNSA（英語：National Nuclear Security Administration）/SC（藍色基因/Q原型機）	253.403	美國		NNSA/IBM研究院托馬斯·沃森（英語：Thomas J. Watson Research Center）	IBM		4,096	65,536	32	[11]
2012-06	米拉（英語：Mira (supercomputer)）	3,541	美國	阿爾貢	美國能源部/SC/阿爾貢國家實驗室	IBM	2012	32,768	524,288	38	[12]
2012-11	紅杉（藍色基因/Q）	15,363	美國	利弗莫爾	勞倫斯利弗莫爾國家實驗室	IBM	2012	65,536	1,048,576	40	[13]
2013-06											[14]
2013-11											[15]
2014-06	京	17,977.1	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2011	65,536	524,288	40	[16]
2014-11	紅杉	15,363	美國	利弗莫爾	勞倫斯利弗莫爾國家實驗室	IBM	2012	98,304	1,572,864	41	[17]
2015-07	京	31,302.4	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	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	中國	無錫	國家超級計算無錫中心	NRCPC	2015	40,768	10,599,680	40	[27]
2020-06	富岳	70,980	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	92,160	4,423,680	40	[28]
2020-11	富岳	102,956	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	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	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	158,976	7,630,848	41	[32]
2022-11											[33]
2023-06	富岳	137,096	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[34]
2023-11	富岳	138,867	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[35]
2024-06	富岳	166,029	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	42	[36]
2024-11	富岳	204,068	日本	神戶	理化學研究所計算科學中心	富士通	2020	152,064	7,299,072	43	[7]

Graph500 SSSP

年月	機器	GTEPS	國家	城市	安裝地點	製造商	年份	節點數	核心數	規模	來源
2017-11	未公開的克雷XE6	12.88	美國	大學	大學	克雷公司	2013	512	8,192	31	[37]
2018-06											[38]
2018-11	SuperMUC-NG	1,053.93	德國	加興	萊布尼茨超級計算中心（英語：Leibniz Supercomputing Centre）	聯想集團	2018	4,096	196,608	37	[39]
2019-06											[40]
2019-11											[41]
2020-06											[42]
2020-11											[43]
2021-06	天河E級原型機升級系統	2,054.35	中國	天津	國家超級計算天津中心	國防科技大學	2021	2,048	131,072	34	[44]
2021-11											[45]
2022-06	DepGraph Supernode	3,870.937	中國	武漢	國家大數據技術與系統工程研究中心	華中科技大學/英偉達	2022	1	128	33	[46]
2022-11	鵬城雲腦II	12,448.5	中國	深圳	鵬城實驗室	華中科技大學-鵬城實驗室-華為	2022	488	93,696	40	[47]
2023-06	武漢超級計算機	19,039.1	中國	武漢	武漢超級計算中心	華中科技大學	2023	252	6,999,552	40	[48]
2023-11	武漢超級計算機	15,335.9	中國	武漢	武漢超級計算中心	華中科技大學	2023	252	6,999,552	41	[49]
2024-06											[50]
2024-11											[7]

Green Graph500小數據

年月	機器	MTEPS/W	國家	地點	Graph500排名	規模	GTEPS	節點數	核心數	功率（瓦）	來源
2013-06	GraphCREST-Tegra3	64.12	日本	中央大學	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	美國	喬治·華盛頓大學	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/英偉達	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	俄羅斯	IBM莫斯科 /莫斯科國立大學Alex Kolganov	50	26	204.000000	1	66	175	[59]
2018-06											[60]
2018-11											[61]
2019-06	Graph-WICIL-Node0	1,400.19	美國	威斯康星大學麥迪遜分校	67	23	79.531000	1	18	56.8	[62]
2019-11	高通量計算機（+GPU）	1,830.31		SMARCO	42	26	237.940000	1	58	130	[63]
2020-06	高通量計算機（+Nvidia V100）	1,926.52		SMARCO/ICT	37	26	271.640000	1	1	141	[64]
2020-11	高通量計算機（+Nvidia V100）	2,099.09		SMARCO/ICT	38	26	319.061000	1	24	152	[65]
2021-06	ENIAD	6,028.85	美國	賓夕法尼亞大學	26	26	783.750300	1	16	130	[66]
2021-11	DepGraph	6,234.32	中國	國家大數據技術與系統工程研究中心 服務計算技術與系統實驗室 /華中科技大學集群與網格計算實驗室	25	27	997.491000	1	28	160	[67]
2022-06	天河E級原型機 @Newbenchmarking@GreenBFS	8,635.11	中國	國家超級計算天津中心	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-湖南大學	22,301.67	中國	湖南大學/國家超級計算長沙中心	19	26	1,845.017195	1	64	82.73	[8]

Green Graph500大數據

年月	機器	MTEPS/W	國家	地點	Graph500排名	規模	GTEPS	節點數	核心數	功率（瓦）	來源
2013-06	JUQUEEN（英語：JUQUEEN）	5.41	德國	於利希研究中心	3	38	5,848.000000	16,384		1,081,340	[51]
2013-11	TSUBAME KFC	6.72	日本	東京工業大學	47	32	44.019100	32		6552.7	[52]
2014-06	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	59.12	日本	九州大學	62	30	28.478000	1	32	481.7	[53]
2014-11	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	61.48	日本	九州大學	66	30	28.614000	1	32	465.4	[54]
2015-07	GraphCREST-SandybridgeEP-2.4GHz	62.93	日本	九州大學	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	俄羅斯	IBM莫斯科 /莫斯科國立大學Alex Kolganov	86	30	41.700000	1	66	235	[59]
2018-06					86						[60]
2018-11					86						[61]
2019-06					77						[62]
2019-11	高通量計算機	282.70		SMARCO	81	30	34.490000	1	40	122	[63]
2020-06	高通量計算機（+Nvidia V100）	638.22		SMARCO/ICT	54	30	146.790000	1	1	230	[64]
2020-11	高通量計算機（+Nvidia V100）	678.26		SMARCO/ICT	55	30	163.461000	1	48	241	[65]
2021-06	天河E級原型機	4,385.24	中國	國家超級計算天津中心	25	30	811.270000	1	64	185	[66]
2021-11					31						[67]
2022-06	天河E級原型機 @Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中國	國家超級計算天津中心	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級原型機 @Newbenchmarking@SuperCSR	6,320.24	中國	國家超級計算天津中心	35	30	1,055.480000	1	64	167	[8]

參見

• TOP500
• Green 500（英語：Green 500）
• HPCG測試基準（英語：HPCG benchmark）