Суперкомпьютер LineShine — как Китай вновь завоевал первое место TOP500?

Если вы следите за IT-индустрией, то наверняка знаете, что в рейтинге TOP500 за июнь 2026 года появился новый лидер. Пока все думали, что кластер El Capitan в очередной раз займет первое место списка, в TOP500 неожиданно ворвался китайский суперкомпьютер LineShine, мгновенно вызвав огромный ажиотаж в СМИ. Однако, пока заголовки пестрят фразами “LineShine — №1” или “Китай создал лучший в мире суперкомпьютер”, самому HPC-кластеру и в частности его составляющей уделяется преступно мало внимания, а ведь именно его уникальная архитектура смогла сделать таким, каким его теперь знает весь мир. В этой статье специалисты компании ServerFlow расскажут вам о ключевых компонентах суперкомпьютера LineShine и объяснят, кто на самом деле стоит за его созданием.

Создать мощный суперкомпьютер довольно просто. Все, что для этого нужно: выделить большое помещение, обратиться в компанию HPE или Eviden и отвалить кучу денег. Вот и все — через пару месяцев получается мощная кластерная система с топовыми комплектующими AMD и Nvidia, а все тяжбы с проектированием, установкой и настройкой суперкомпьютера займутся специалисты ведущих HPC-гигантов. Но такая опция доступна далеко не всем — лишь США и Европе.

Китай оказался по другую сторону баррикад — с 2015 года ведущие HPC-лаборатории КНР подвергались санкционным ограничениям со стороны США, в результате чего к 2021 году в стране не осталось ни одного суперкомпьютерного центра, не попавшего в “черный список”. Китаю просто отрезали доступ к ключевым компонентам для построения HPC-кластеров — передовым CPU, GPU, HPC-нодам и интерконнектам.

Несмотря на это, КНР удалось показать, что ограничения — не приговор, а двигатель прогресса. В 2017 году Национальный исследовательский центр NRCPC создал суперкомпьютер Sunway TaihuLight на базе 260-ядерных RISC-V процессоров Sunway SW26010, который впервые вывел Китай на первое место в рейтинге TOP500 с производительностью 93,01 PFLOPS. Это был показательный рывок, но на 9 лет HPC-индустрия Китая затихла, чтобы набраться сил и вновь вернуться в 2026 году с передовым суперкомпьютером LineShine от суперкомпьютерного центра Шэньчжэня.

Многие подумают, что за 9 лет любая страна сможет создать свой суперкомпьютер — Китай и так балуется с контрабандой, что мешало обойти ограничения и ввезти системы Nvidia Blackwell? На самом деле, много чего: такой кластер не зарегистрировали бы в рейтинге TOP500, да и построить его обошлось бы в копеечку с учетом роста цен на черном рынке, но самая главная причина — таким легким путем Китай не смог бы продемонстрировать, что отечественная HPC-индустрия не нуждается в западных технологиях. Именно эта смесь факторов породила LineShine с его уникальной CPU-only архитектурой, о которой мы сейчас поговорим.

А теперь давайте разберем по полочкам архитектуру суперкомпьютера LineShine, чтобы ответить, что же вывело эту систему на первую строчку TOP500.

Главным и единственным вычислительным элементом LineShine является полностью отечественный 304-ядерный ARM-процессор LX2, работающий на частоте 1,55 ГГц. Всего в системе развернуто 40 960 таких процессоров, которые в сумме дают 13 789 440 ядер на архитектуре Armv9 с поддержкой наборов инструкций SVE и SME. Это позволяет процессору LX2 эффективно обрабатывать и векторные, и матричные операции, которые в других суперкомпьютерных системах перекладывают на плечи GPU, обеспечивая производительность 60,3 TFLOPS в FP64 и 120,6 TFLOPS в FP32 на чип или 2,19 EFLOPS в FP64 и 4,94 EFLOPS в FP32 на весь кластер.

По какому техпроцессу изготовлен LX2 — неизвестно, однако с учетом того, что фабрики китайского чипмейкера SMIC уже используют технологии для изготовления кристаллов по нормам 5-нм, очевидно, что LX2 изготовлен именно на этой платформе. А благодаря 2.5D-упаковке на базе кремниевой промежуточной подложки (аналог TSMC CoWoS-S), процессор LX2 имеет чиплетную компоновку с двумя кристаллам по 152 ядра каждый.

Но главная особенность LX2 — интеграция передовой HBM-памяти, что роднит китайский чип со знаменитыми CPU Intel Xeon Max. LX2 имеет до 32 ГБ HBM3 с пропускной способностью 4 ТБ/с, что позволяет выполнять на CPU сложнейшие HPC и ИИ вычисления, требующие минимальной задержки. Помимо HBM, каждый кристалл также поддерживает 128 ГБ DDR5-памяти в отдельной CXL-ноде, что в сумме дает 256 ГБ DDR5 на процессор (общая подсистема хранения кластера достигает 200 ПБ). Такая гибридная память может работать в двух режимах: плоском, где HBM и DDR используются как единое адресное пространство, или кэширующем, где HBM выступает в роли скоростного кэша для DDR. За перемещение данных между HBM и DDR отвечает специальный SDMA-движок. При этом тепловыделение одного LX2 составляет около 690 Вт, что сравнимо с топовыми GPU-ускорителями. Такой набор передовых интеграций и позволил LineShine выстроить эффективную CPU-only архитектуру, которая и порвала рейтинг TOP500.

Для связи между узлами LineShine использует проприетарный интерконнект LingQi, работающий на классической HPC-топологии Fat-Tree и обеспечивающий пропускную способность 1,6 Тбит/с, что выше узловой скорости предыдущего лидера TOP500 в лице El Capitan с его 200 Гбит/с. Сеть LingQi на 2 миллиона портов была разработана компанией Hangzhou LingQi Technology Co. и представляет собой полностью китайскую разработку, не зависящую от западных поставщиков — это огромное достижение для КНР, ведь именно быстрый интерконнект является ключевым элементом для построения эффективных суперкомпьютеров. 

LineShine построен на платформе LingKun — это комплексное решение, включающее в себя не только процессоры и интерконнект, но мощную систему жидкостного охлаждения и систему питания постоянного тока LVDC 380V, что и позволило нарастить мощность суперкомпьютера на феноменальные 42,2 МВт, более чем в 2 раза превосходящие мощность системы El Capitan. LingKun также включает 92 вычислительных шкафа, каждый из которых содержит два шасси на 16 blade-серверов, а каждый сервер — восемь blade-лезвий с двумя процессорами LX2 в каждом. Общее количество вычислительных узлов — 20 480, что делает LineShine одним из крупнейших HPC-развертываний в мире.

Управляет всем этим хозяйством дистрибутив Linux под названием Kylin OS , созданный еще в 2000-х Национальным университетом оборонных технологий Китая для государственных и военных нужд. Kylin OS оптимизирована для работы на архитектуре Armv9 и специально адаптирована под NUMA-топологию процессоров LX2, что позволяет эффективно распределять вычислительные задачи между тысячами узлов. Система поддерживает все современные HPC-библиотеки и инструменты, необходимые для запуска научных, инженерных расчетов и ИИ-вычислений.

В официальных отчетах коротко сказано: LineShine — продукт Шэньчжэнского HPC-центра, ни больше, ни меньше. Однако вы, возможно, удивитесь, что ключевым партнером этого проекта стала всем известная Huawei. Крупнейший китайский производитель CPU взял на себя задачу разработать HPC-процессор LX2 с большим количеством ядер и пониженной тактовой частотой, взяв за основу, предположительно, собственные чипы Kunpeng 920/930 или другие, неизвестные публике центральные процессоры, а в качестве вычислительных нод были выбраны 2U-серверы TaiShan 200. Конечно, это не афишируется, поскольку Huawei находится под страшными санкциями, что может повлиять на восприятие кластера LineShine на мировой арене, однако только эта китайская компания имеет достаточно развитый технологический стек, чтобы создать мощный серверный процессор HPC-уровня.

LineShine наглядно продемонстрировал, что абсолютной доминации в такой критически важной сфере, как HPC, можно добиться даже без использования передовых западных технологий. Китай не просто вернулся на вершину TOP500, но и сделал это с огромным запасом — производительность LineShine аж на 20% выше, чем у предыдущего лидера El Capitan, поэтому в ближайшее время LineShine будет неоспоримым лидером рейтинга мощнейших суперкомпьютеров. Но не забывайте, что не за горами появление новейших суперкомпьютеров на базе ИИ-ускорителей Blackwell и центральных процессоров Vera от компании Nvidia, которые вполне имеют шанс забрать первую позицию TOP500 себе, выведя HPC-индустрию в эпоху трехэкзафлопсных вычислений. А так ли это на самом деле — узнаем в ноябрьском апдейте TOP500 2026.