2026 年 6 月 23 日,ISC High Performance 大会在汉堡如期召开。第 67 期 TOP500 榜单在会场发布时,现场的反应可以概括为一个词:意外。意外来自榜首:一个从未提交过成绩的名字——LineShine(灵晟)。
这是中国时隔九年首次向 TOP500 提交超算成绩。一出手就拿下了第一名。2.198 Exaflops 的 HPL 持续性能,比前任冠军 El Capitan 的 1.809 Exaflops 高出了近 22%。更引人注目的是,LineShine 是一台纯 CPU 系统。
LX2:一颗为千万核心规模而生的 Arm 芯片
LineShine 的核心是一颗名为 LX2 的处理器。根据 Chips and Cheese 的 George Cozma 从 ISC 现场发回的报道,以及 arxiv 上公开的技术文档(2605.08633v1),这颗芯片的设计逻辑与当下主流的 GPU 加速路线完全不同。
LX2 兼容 Armv9 指令集,支持 SVE2 和 SME 向量扩展。物理上由两颗计算 Die 组成,每颗 Die 包含四个 40 核的 Cluster。每个 Cluster 中两个核心被禁用——行业惯例,用于提高良率——最终每个 Die 产出 152 个活跃核心,整颗 LX2 共 304 个活跃核心。每个 Cluster 配有 28.5 MB 的 L2 缓存,整颗芯片的 L2 缓存总量达到 228 MB。
这些核心运行在 1.55 GHz 的频率上。Chips and Cheese 推测这远低于 SMIC 7nm N+3 工艺的理论上限(约 3 GHz),低频运行可能是为了平衡内存带宽与核心速度。每颗 LX2 标称 FP64 性能为 60.3 TFLOP/s,功耗 690 瓦。
存储层次的设计也值得关注。LX2 集成了八组高带宽存储器,每组 4 GB,共 32 GB,带宽 4 TB/s。Cozma 指出,这种存储可能并非标准化 HBM,而是中国自主开发的等效方案。32 GB 对一颗 304 核的芯片来说容量偏小,因此每颗 LX2 还额外配置了 256 GB DDR5 作为大容量后备层。
系统层面的堆叠规模相当惊人。每个节点包含两颗 LX2,配备 800 Gbps 网络,节点总网络带宽 1.6 Tbps。每 8 个节点组成一块计算刀片,16 块刀片组成一个计算框,2 个框组成一个机柜。整个 LineShine 系统共有 90 个机柜,合计超过 22,000 个节点,约 1,300 万颗 CPU 核心。
不只是 LINPACK 专用机
过去,中国超算曾被诟病为”LINPACK 特化型”——在 HPL 基准测试上拿高分,一到内存密集型的 HPCG 测试就暴露短板。LineShine 打破了这一印象。
它在 HPCG 基准测试中以 22.004 Petaflops/s 的成绩同样拿下第一,超过 El Capitan 的 17.406 Petaflops/s。这个结果说明,LineShine 的存储带宽和互联架构能够承载更接近真实应用的负载模式。
能效方面,系统满载功耗约 42.22 兆瓦,算得 FP64 能效为 52.07 Gflops/Watt。与 Green500 榜首 KAIROS 的 73.28 Gflops/Watt 相比尚有差距,但这对于一台没有使用任何 GPU 加速的纯 CPU 系统来说,已经是令人印象深刻的数字。
不过,在 HPL-MxP 混合精度测试中,LineShine 仅以 7.92 Exaflops 排在第四位,相比其 FP64 成绩只有 3.6 倍加速。El Capitan 的混合精度加速比是 9.2 倍。这个差距直接来源于架构差异:没有 GPU 或专用低精度加速器,纯 CPU 在低精度计算上的灵活性天然受限。
与前任们的技术路线对比
LineShine 登顶的同时,El Capitan 退居第二。这台部署在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的系统基于 HPE Cray EX255a 平台,搭载 AMD 第四代 EPYC CPU 和 Instinct MI300A APU,HPL 成绩 1.809 Exaflops,总核心数 1,134 万,能效 60.94 Gflops/Watt。
第三名 Frontier(1.353 EF)、第四名 Aurora(1.012 EF)、第五名 JUPITER Booster(1.000 EF)分别代表 AMD GPU、Intel GPU、NVIDIA Grace Hopper 三条路线。加上 LineShine 的自研 Arm CPU 和 Fugaku(第九名,仍保持 HPCG 第三)的 A64FX,本期 TOP500 前十名覆盖了六种不同的处理器架构。
TOP500 官方新闻稿评价道:“这份榜单展示了比以往任何时候都更加多元化的地理和架构格局。“我们认为,这种多元化的另一面是各国在面对芯片供应不确定性时,被迫选择的自主路径。
值得关注的还有意大利能源公司 Eni 新上榜的 HPC7 系统。它本质上是 El Capitan 的 30% 缩小版,使用相同的 HPE Cray EX4000 平台和 MI300A APU,HPL 成绩 571.5 Petaflops,直接空降第六名。Eni 现在有两台系统进入前十,这一现象也引出了一个问题:大型 AI 训练集群的计算规模早已超过 TOP500 上榜系统,但它们几乎从不提交成绩。
制裁之下的技术突围
LineShine 最值得深究的一点,是它几乎完全由国产部件构成。LX2 处理器据信由华为海思设计,采用 SMIC 7nm N+3 工艺制造。互联网络是自研的 LingQi,操作系统是麒麟 OS(基于 Linux),整个 LingKun 平台由深圳云计算中心搭建。
在 HN 讨论中,用户 adrian_b 的评论获得不少认同:“因为中国不被允许购买美国设备,他们只能自己设计和创新。最终他们做出了比买不到的东西更好的产品。”
当然,把 LineShine 的出现完全归因于制裁是一种过度简化。中国在 HPC 领域的积累可以追溯到 2010 年代的神威·太湖之光和天河二号——前者在 2016 年就曾登顶 TOP500。过去九年没有提交成绩,不等于没有建设。
LineShine 提交的时机值得推敲。这是一台全 CPU 系统,不使用任何受限的美国 GPU。与此同时,它在 HPCG 上的表现说明设计目标不是做一台跑分专用机。在 HPC 社区,这也引发了另一个猜测:除了 LineShine,中国是否还有其他未上榜的百亿亿次系统(如神威·海洋之光和 CNIS)在运行中?
对 HPC 行业的影响
ISC 2026 还有一个组织层面的变化:ISC 集团将把 TOP500 榜单的管理权移交给 ACM SIGHPC。这意味着未来每一期榜单都将拥有独立的 DOI 编号,便于学术引用。
George Cozma 在文章结尾提出了一个务实的问题:LineShine 的登顶是否会促使美国能源部争取更多资金来建造更大规模的超算系统?他在 ISC 现场的感觉是,答案可能是肯定的。对于 HPC 社区而言,更多的预算意味着更多的项目和更大的系统——这是一个从竞争中受益的行业。
对于中国而言,LineShine 的意义在于验证了一条全自主技术路径的可行性:Arm 架构授权 + 自研微架构 + 国产制造工艺 + 自研互联 + 自研系统软件。在 GPU 断供的背景下,这条路线被证明可以冲击世界第一。
Chips and Cheese 的报道引用了来自 arxiv(2605.08633v1)、TOP500 官方数据(system/180490)、ServeTheHome 和 The Next Platform 的信息。这些公开资料的交叉印证,让我们对这台系统的技术细节有了相对清晰的认知。
参考链接:
- https://chipsandcheese.com/p/top500-at-isc26-we-have-a-new-number
- https://www.top500.org/news/lineshine-debuts-no-1-top500-enters-new-global-exascale-era/
- https://news.ycombinator.com/item?id=48710775
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