O projeto TOP500 classifica e detalha os 500 sistemas de computação não distribuída mais potentes do mundo. O projeto foi iniciado em 1993 e publica uma lista atualizada dos supercomputadores duas vezes por ano. A primeira dessas atualizações sempre coincide com a Conferência Internacional de Supercomputação em junho, e a segunda é apresentada na Conferência de Supercomputação ACM/IEEE em novembro. O projeto visa fornecer uma base confiável para rastrear e detectar tendências em computação de alto desempenho e baseia os rankings em benchmarks HPL, uma implementação portátil do benchmark de alto desempenho LINPACK escrita em Fortran para computadores de memória distribuída.
A edição mais recente do TOP500 foi publicada em junho de 2026. Desde junhode 2026(2026 -06)[update], o LineShine da China é o supercomputador mais potente do TOP500, atingindo 2.198 petaFlops nos benchmarks LINPACK. A partir dos dados submetidos até junho de 2026, os Estados Unidos têm o maior número de sistemas, com 161 supercomputadores; o Japão está em segundo lugar com 44, e a Alemanha em terceiro lugar com 41; os Estados Unidos têm de longe a maior participação do poder computacional total da lista (37,5%). Devido ao sigilo dos últimos programas chineses, a participação de desempenho de supercomputadores publicamente conhecida na China representa apenas 2% do total global Desde junhode 2025(2025 -06)[update].
A lista TOP500 é compilada por Jack Dongarra da Universidade do Tennessee, Knoxville, Erich Strohmaier e Horst Simon do National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) e do Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) e, até sua morte em 2014, Hans Meuer da Universidade de Mannheim, Alemanha.[carecede fontes]? O projeto TOP500 também inclui listas como a Green500 (que mede a eficiência energética) e a HPCG (que mede a largura de banda de E/S).
História
Crescimento rápido do desempenho dos supercomputadores, com base em dados do site top500.org. O eixo y logarítmico mostra o desempenho em GFLOPS.
Desempenho combinado dos 500 maiores supercomputadores
No início da década de 1990, uma nova definição de supercomputador era necessária para produzir estatísticas significativas. Após experimentar métricas baseadas na contagem de processadores em 1992, surgiu a ideia na Universidade de Mannheim de usar uma listagem detalhada dos sistemas instalados como base. No início de 1993, Jack Dongarra foi persuadido a se juntar ao projeto com seus benchmarks LINPACK. Uma primeira versão de teste foi produzida em maio de 1993, em parte com base em dados disponíveis na Internet, incluindo as seguintes fontes:
"List of the World's Most Powerful Computing Sites" mantida por Gunter Ahrendt
David Kahaner, o diretor do Asian Technology Information Program (ATIP); publicou um relatório em 1992, intitulado "Kahaner Report on Supercomputer in Japan" que tinha uma imensa quantidade de dados.[carecede fontes]?
As informações dessas fontes foram usadas para as duas primeiras listas. Desde junho de 1993, o TOP500 é produzido semestralmente com base apenas em submissões de sites e fornecedores. Desde 1993, o desempenho da posição classificada em 1 cresceu de forma constante, de acordo com a lei de Moore, dobrando aproximadamente a cada 14 meses. Em junho de 2018, o Summit era o mais rápido, com um Rpeak de 187,6593PFLOPS. Para comparação, isso é mais de 1.432.513 vezes mais rápido que o Connection Machine CM-5/1024 (1.024 núcleos), que foi o sistema mais rápido em novembro de 1993 (vinte e cinco anos antes) com um Rpeak de 131,0GFLOPS.
Em 2019, pela primeira vez, todos os 500 sistemas entregaram um petaflop [sic] ou mais no benchmark High Performance Linpack (HPL), com o nível de entrada da lista agora em 1,022 petaflops." No entanto, para um benchmark diferente, "Summit e Sierra continuam sendo os únicos dois sistemas a exceder um petaflop [sic] no benchmark HPCG, entregando 2,9 petaflops e 1,8 petaflops, respectivamente. O resultado médio de HPCG na lista atual é de 213,3 teraflops, um aumento marginal em relação a 211,2 há seis meses.
Em junho de 2022, os 4 principais sistemas do Graph500 usavam tanto CPUs AMD quanto aceleradores AMD. Após uma atualização, para o 56º TOP500 em novembro de 2020, o Fugaku aumentou seu desempenho HPL para 442 petaflops, um aumento modesto em relação aos 416 petaflops que o sistema alcançou quando estreou em junho de 2020. Mais significativamente, o Fugaku baseado em ARMv8.2 aumentou seu desempenho no novo benchmark misto de precisão HPC-AI para 2,0 exaflops, superando sua marca de 1,4 exaflops registrada seis meses antes. Essas representam as primeiras medições de benchmark acima de um exaflop para qualquer precisão em qualquer tipo de hardware.
Summit, um supercomputador anteriormente mais rápido, foi o supercomputador fabricado pela IBM mais bem classificado; com CPUs IBM POWER9. Sequoia tornou-se o último modelo IBM Blue Gene/Q a sair completamente da lista; ele havia sido classificado em 10º na 52ª lista (e 1º na lista de junho de 2012, a 41ª, após uma atualização). O Summit foi desativado em 15 de novembro de 2024.
Arquitetura e sistemas operacionais
Participação das famílias de processadores nos supercomputadores TOP500 por ano
Desde junhode 2022(2022 -06)[update], todos os supercomputadores no TOP500 são supercomputadores de 64 bits, principalmente baseados em CPUs com a arquitetura de conjunto de instruçõesx86-64, 384 dos quais são baseados em Intel EMT64 e 101 dos quais são baseados em AMDAMD64, com estes últimos incluindo os oito supercomputadores mais rápidos. Outros 15 supercomputadores são todos baseados em arquiteturas RISC, incluindo seis baseados em ARM64 e sete baseados na Power ISA usada pelos IBM Power microprocessors.[carecede fontes]?
Nos últimos anos, a computação heterogênea dominou o TOP500, principalmente usando unidades de processamento gráfico (GPUs) da Nvidia ou a Xeon Phi baseada em x86 da Intel como coprocessadores. Isso se deve a melhores taxas de desempenho por watt e maior desempenho absoluto. As GPUs AMD assumiram o topo1 e deslocaram a Nvidia na parte top10 da lista. As exceções recentes incluem o já mencionado Fugaku, o Sunway TaihuLight e o K computer. O Tianhe-2A também é uma exceção, pois as sanções dos EUA impediram o uso da Xeon Phi; em vez disso, ele foi atualizado para usar os aceleradores Matrix-2000 de design chinês.[carecede fontes]?
Dois computadores que apareceram pela primeira vez na lista em novembro de 2018 eram baseados em arquiteturas novas para o TOP500. O Advanced Computing System(PreE) era uma nova microarquitetura x86-64 do fabricante chinês Sugon, usando CPUs Hygon Dhyana e foi classificado em 38º. O Astra foi o primeiro computador baseado em ARM da lista, usando CPUs Cavium ThunderX2. Antes da ascensão do 32 bits x86 e posteriormente do 64 bits x86-64 no início dos anos 2000, uma variedade de famílias de processadores RISC compunha a maioria dos supercomputadores TOP500, incluindo SPARC, MIPS, PA-RISC e Alpha.[carecede fontes]?
Participação das famílias de sistemas operacionais nos supercomputadores TOP500 por tendência temporal
Todos os supercomputadores mais rápidos desde o supercomputador Earth Simulator usaram sistemas operacionais baseados em Linux. Desde novembrode 2017(2017 -11)[update], todos os supercomputadores listados usam um sistema operacional baseado no núcleo Linux.
Desde novembro de 2015, nenhum computador na lista roda Windows. Em novembro de 2014, o computador em nuvem Faenov Windows Azure não estava mais na lista dos supercomputadores mais rápidos (sua melhor classificação foi 165º em 2012), deixando o Magic Cube do Shanghai Supercomputer Center como o único supercomputador baseado em Windows na lista, até que ele também saiu da lista. Ele foi classificado em 436º em sua última aparição na lista divulgada em junho de 2015, enquanto sua melhor classificação foi 11º em 2008. Não há mais computadores com Mac OS na lista. Ele teve no máximo cinco desses sistemas por vez, um a mais que os sistemas Windows que vieram depois, enquanto a participação de desempenho total do Windows era maior. Sua participação relativa de desempenho de toda a lista era, no entanto, semelhante e nunca alta para nenhum dos dois. Em novembro de 2004, o supercomputador System X baseado em Mac OS X (Xserve, com 2.200 processadores PowerPC 970) ficou em 7º lugar.
O último sistema MIPS saiu da lista em 2003 embora o supercomputador Gyoukou que saltou para o 4º lugar em novembro de 2017 tinha um design baseado em MIPS como uma pequena parte dos coprocessadores. O uso de coprocessadores de 2.048 núcleos (mais 8× MIPS de 6 núcleos, para cada, que "não exigem mais depender de um processador host Intel Xeon E5 externo") tornou o supercomputador muito mais eficiente em energia do que os outros top 10: foi o 5º na Green500 e outros sistemas baseados no ZettaScaler-2.2 ocupam os três primeiros lugares. Com 19,86 milhões de núcleos, era de longe o maior sistema em contagem de núcleos, com quase o dobro do então melhor sistema manycore, o chinês Sunway TaihuLight.
TOP500
Desde junhode 2026(2026 -06)[update], o supercomputador número um é o LineShine; o líder na Green500 é o KAIROS, um sistema Bull Sequana XH3000 usando o Superchip Nvidia Grace Hopper GH200. O Jupiter da EuroHPC tornou-se o primeiro sistema da Europa a alcançar o marco exascale.
A Microsoft está de volta à lista TOP500 com seis instâncias do Microsoft Azure (que usam/são avaliadas com Ubuntu, então todos os supercomputadores ainda são baseados em Linux), com CPUs e GPUs dos mesmos fornecedores, sendo o mais rápido atualmente o 7º.
Os números abaixo representam o número de computadores no TOP500 que estão em cada um dos países ou territórios listados. Desde 2026[update], os Estados Unidos têm o maior número de supercomputadores na lista, com 161 máquinas. Os Estados Unidos têm o maior poder computacional agregado, com 7.031Petaflops Rmax, com a China em segundo (2.377Pflop/s) e o Japão em terceiro (1.518Pflop/s).
Distribuição de supercomputadores na lista TOP500 por país (Desde junhode 2026(2026 -06)[update])
Nota: Todos os sistemas operacionais dos sistemas TOP500 são baseados na família Linux, mas o Linux acima é o Linux genérico.
O sistema mais antigo atualmente é o Sunway TaihuLight. Ele apareceu inicialmente na 47ª lista em junho de 2016 com um Rmax de 93,0 petaFLOPS classificado como nº 1. Este sistema está atualmente na 27ª posição.
O LineShine é o sistema com o maior número de núcleos de CPU (13.789.440). O El Capitan tem o maior número de núcleos de GPU/acelerador (10.260.000). O LineShine é o sistema com o maior consumo de energia, com 42.220 quilowatts.
Novos desenvolvimentos em supercomputação
Em novembro de 2014, foi anunciado que os Estados Unidos estavam desenvolvendo dois novos supercomputadores para superar o Tianhe-2 da China em seu lugar como o supercomputador mais rápido do mundo. Os dois computadores, Sierra e Summit, cada um excederá o pico de 55 petaflops do Tianhe-2. O Summit, o mais potente dos dois, entregará um pico de 150–300 petaflops. Em 10 de abril de 2015, agências do governo dos EUA proibiram a venda de chips da Nvidia para centros de supercomputação na China como "agindo contrariamente aos interesses de segurança nacional ... dos Estados Unidos"; e a Intel Corporation de fornecer chips Xeon para a China devido ao seu uso, segundo os EUA, na pesquisa de armas nucleares–pesquisa para a qual a lei de controle de exportação dos EUA proíbe empresas americanas de contribuir–"O Departamento de Comércio recusou, dizendo que estava preocupado com a pesquisa nuclear sendo feita com a máquina."
Em 29 de julho de 2015, o presidente Obama assinou uma ordem executiva criando uma National Strategic Computing Initiative pedindo o desenvolvimento acelerado de um sistema exascale (1000 petaflops) e financiando a pesquisa em computação pós-semicondutores.
Em junho de 2016, a empresa japonesa Fujitsu anunciou na Conferência Internacional de Supercomputação que seu futuro supercomputador exascale apresentará processadores de seu próprio design que implementam a arquitetura ARMv8. O programa Flagship2020, da Fujitsu para o RIKEN, planeja quebrar a barreira dos exaflops até 2020 através do supercomputador Fugaku, (e "parece que a China e a França têm uma chance de fazê-lo e que os Estados Unidos estão contentes–pelo menos por enquanto–em esperar até 2023 para quebrar a barreira dos exaflops.") Esses processadores também implementarão extensões à arquitetura ARMv8 equivalentes ao HPC-ACE2 que a Fujitsu está desenvolvendo com a Arm.
Em junho de 2016, o Sunway TaihuLight tornou-se o sistema nº 1 com 93 petaflops (PFLOPS) no benchmark Linpack.
Em novembro de 2016, o Piz Daint foi atualizado, passando de 8º para 3º, deixando os EUA sem nenhum sistema no TOP3 pela 2ª vez.
A Inspur, sediada em Jinan, China, é uma das maiores fabricantes de sistemas HPC. Desde maiode 2017(2017 -05)[update], a Inspur tornou-se a terceira fabricante a ter fabricado um sistema de 64 vias–um recorde que anteriormente era detido pela IBM e pela HP. A empresa registrou mais de US$ 10 bilhões em receita e forneceu vários sistemas para países como Sudão, Zimbábue, Arábia Saudita e Venezuela. A Inspur também foi uma importante parceira tecnológica por trás dos supercomputadores Tianhe-2 e Taihu, ocupando as 2 primeiras posições da lista TOP500 até novembro de 2017. A Inspur e a Supermicro lançaram algumas plataformas voltadas para HPC usando GPU, como SR-AI e AGX-2, em maio de 2017.
Em junho de 2018, o Summit, um sistema construído pela IBM no Oak Ridge National Laboratory (ORNL) no Tennessee, EUA, assumiu o 1º lugar com um desempenho de 122,3 petaflops (PFLOPS), e o Sierra, um sistema muito semelhante no Lawrence Livermore National Laboratory, CA, EUA, ficou em 3º. Esses sistemas também ocuparam os dois primeiros lugares no benchmark HPCG. Devido ao Summit e ao Sierra, os EUA retomaram a liderança como consumidor de desempenho de HPC com 38,2% do desempenho total instalado, enquanto a China ficou em segundo com 29,1% do desempenho total instalado. Pela primeira vez, o principal fabricante de HPC não foi uma empresa americana. A Lenovo assumiu a liderança com 23,8% dos sistemas instalados. É seguida pela HPE com 15,8%, Inspur com 13,6%, Cray com 11,2% e Sugon com 11%.
Em 7 de maio de 2019, o Departamento de Energia dos EUA anunciou um contrato com a Cray para construir o supercomputador "Frontier" no Oak Ridge National Laboratory. O Frontier, originalmente previsto para estar operacional em 2021, foi projetado para ser o computador mais potente do mundo, com um desempenho de pico superior a 1,5 exaflops.
Desde junho de 2019, todos os sistemas TOP500 entregam um petaflops ou mais no benchmark High Performance Linpack (HPL), com o nível de entrada da lista agora em 1,022 petaflops.
Em maio de 2022, o supercomputador Frontier quebrou a barreira exascale, completando mais de um quintilhão de cálculos aritméticos de ponto flutuante de 64 bits por segundo. O Frontier marcou aproximadamente 1,1 exaflops, superando o recordista anterior, Fugaku. Em junho de 2024, o Aurora foi o segundo computador no TOP500 a registrar um valor Rmax exascale, em 1,012 exaflops.
Desde então, o Frontier foi destronado pelo El Capitan, hospedado no Lawrence Livermore National Laboratory, com uma pontuação HPL de 1,742 exaflops.
Grandes máquinas fora da lista
Alguns sistemas importantes não estão na lista. Um exemplo proeminente é o Blue Waters do NCSA, que anunciou publicamente a decisão de não participar da lista porque não sentem que ela indique com precisão a capacidade de qualquer sistema de realizar trabalho útil.
Outras organizações decidem não listar sistemas por razões de segurança e/ou competitividade comercial. Um exemplo é o supercomputador OceanLight do National Supercomputing Center em Qingdao, concluído em março de 2021, que foi submetido e ganhou o Prêmio Gordon Bell. O computador é um computador exaflops, mas não foi submetido à lista TOP500; a primeira máquina exaflops submetida à lista TOP500 foi o Frontier. Analistas suspeitaram que a razão pela qual o NSCQ não submeteu o que de outra forma teria sido o primeiro supercomputador exascale do mundo foi para evitar inflamar sentimentos políticos e medos dentro dos Estados Unidos, no contexto da guerra comercial entre Estados Unidos e China. Da mesma forma, agências governamentais como a National Security Agency anteriormente submetiam seus dispositivos ao TOP500, apenas para parar após 1998.
Máquinas adicionais de propósito específico que não são capazes ou não executam o benchmark não foram incluídas, como o RIKEN MDGRAPE-3 e o MDGRAPE-4.
Um pod de Tensor Processing Unit v4 do Google é capaz de 1,1 exaflops de desempenho de pico, enquanto o TPU v5p afirma mais de 4 exaflops em Formato de ponto flutuante bfloat16, no entanto, essas unidades são altamente especializadas para executar cargas de trabalho de aprendizado de máquina e o TOP500 mede um algoritmo de benchmark específico usando uma precisão numérica específica.
O cluster primário sem nome do Tesla Dojo usando 5.760 unidades de processamento gráfico (GPUs) Nvidia A100 foi elogiado por Andrej Karpathy em 2021 na quarta International Joint Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CCVPR 2021) como "aproximadamente o quinto supercomputador do mundo" com aproximadamente 81,6 petaflops, com base na escala do desempenho do supercomputador Nvidia Selene, que usa componentes semelhantes.
Em março de 2024, a Meta AI divulgou a operação de dois data centers com 24.576 GPUs H100, o que é quase 2x o do Microsoft Azure Eagle (#3 Desde setembrode 2024(2024 -09)[update]), o que poderia tê-los feito ocupar o 3º e 4º lugares no TOP500, mas nenhum foi avaliado. Durante a teleconferência de resultados do 3º trimestre de 2024 da empresa em outubro, M. Zuckerberg divulgou o uso de um cluster com mais de 100.000 H100s.
O Supercluster de Memphis da xAI (também conhecido como "Colossus") supostamente apresenta 100.000 das mesmas GPUs H100, o que poderia tê-lo colocado em primeiro lugar, mas supostamente não está em pleno funcionamento devido à escassez de energia.
Após o início da Guerra Comercial EUA-China, a China envolveu em grande parte seus supercomputadores e data centers recém-online em sigilo, optando por não reportar à lista TOP500. Isso é parcialmente motivado pelo medo de serem alvo de sanções dos EUA impostas a fornecedores domésticos chineses. O LineShine (Lingsheng ou 灵晟), dois exaflops no National Supercomputing Center em Shenzhen (NSCC-SZ), todo o hardware é feito na China.
Computadores e arquiteturas que saíram da lista
O IBM Roadrunner não está mais na lista (nem qualquer outro usando o coprocessador Cell ou PowerXCell).
Embora os sistemas baseados em Itanium tenham alcançado a segunda posição em 2004, nenhum permanece agora.
Da mesma forma, os processadores vetoriais (não no estilo SIMD) (baseados em NEC, como o Earth simulator, que foi o mais rápido em 2002) também saíram da lista. Também os computadores Sun Starfire que ocuparam muitos lugares no passado agora não aparecem mais.
Os últimos computadores não-Linux na lista– os dois AIX– rodando em POWER7 (em julho de 2017 classificados em 494º e 495º, originalmente 86º e 85º), saíram da lista em novembro de 2017.
Notas
A primeira edição do TOP500 a apresentar apenas supercomputadores de 64 bits foi a 59ª edição do TOP500, publicada em junho de 2022.
↑«PEZY-SC2 - PEZY» (em inglês). Consultado em 17 de novembro de 2017. Arquivado do original em 14 de novembro de 2017
↑«The 2,048-core PEZY-SC2 sets a Green500 record». WikiChip Fuse (em inglês). 1 de novembro de 2017. Consultado em 15 de novembro de 2017. Arquivado do original em 16 de novembro de 2017. Powering the ZettaScaler-2.2 is the PEZY-SC2. The SC2 is a second-generation chip featuring twice as many cores– i.e., 2,048 cores with 8-way SMT for a total of 16,384 threads. […] The first-generation SC incorporated two ARM926 cores and while that was sufficient for basic management and debugging its processing power was inadequate for much more. The SC2 uses a hexa-core P-Class P6600 MIPS processor which share the same memory address as the PEZY cores, improving performance and reducing data transfer overhead. With the powerful MIPS management cores, it is now also possible to entirely eliminate the Xeon host processor. However, PEZY has not done so yet.
↑«June 2020». Junho de 2020. Consultado em 25 de junho de 2020. Arquivado do original em 1 de setembro de 2022
↑Summit, an IBM-built supercomputer now running at the Department of Energy's (DOE) Oak Ridge National Laboratory (ORNL), captured the number one spot June 2018 with a performance of 122.3 petaflops on High Performance Linpack (HPL), the benchmark used to rank the TOP500 list. Summit has 4,356 nodes, each one equipped with two 22-core POWER9 CPUs, and six NVIDIA Tesla V100 GPUs. The nodes are linked together with a Mellanox dual-rail EDR InfiniBand network.«TOP500 List - June 2018». The TOP500 List of the 500 most powerful commercially available computer systems known. The TOP500 project. 30 de junho de 2018. Consultado em 10 de julho de 2019. Arquivado do original em 25 de junho de 2018
↑Advanced reports that Oak Ridge National Laboratory was fielding the world's fastest supercomputer were proven correct when the 40th edition of the twice-yearly TOP500 List of the world's top supercomputers was released today (Nov. 12, 2012). Titan, a Cray XK7 system installed at Oak Ridge, achieved 17.59 Petaflop/s (quadrillions of calculations per second) on the Linpack benchmark. Titan has 560,640 processors, including 261,632 NVIDIA K20x accelerator cores.«TOP500 List - November 2012». The TOP500 List of the 500 most powerful commercially available computer systems known. The TOP500 project. 12 de novembro de 2012. Consultado em 10 de julho de 2019. Arquivado do original em 2 de julho de 2018
↑For the first time since November 2009, a United States supercomputer sits atop the TOP500 list of the world's top supercomputers. Named Sequoia, the IBM BlueGene/Q system installed at the Department of Energy's Lawrence Livermore National Laboratory achieved an impressive 16.32 petaflop/s on the Linpack benchmark using 1,572,864 cores.«TOP500 List - June 2012». The TOP500 List of the 500 most powerful commercially available computer systems known. The TOP500 project. 30 de junho de 2012. Consultado em 10 de julho de 2019. Arquivado do original em 2 de julho de 2018
↑The DOE/IBM BlueGene/L beta-System was able to claim the No. 1 position on the new TOP500 list with its record Linpack benchmark performance of 70.72 Tflop/s ("teraflops" or trillions of calculations per second). This system, once completed, will be moved to the DOE's Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Calif.«TOP500 List - November 2004». The TOP500 List of the 500 most powerful commercially available computer systems known. The TOP500 project. 30 de novembro de 2004. Consultado em 10 de julho de 2019. Arquivado do original em 2 de julho de 2019
↑ASCI Red a Sandia National Laboratories machine with 7264 Intel cores nabbed the #1 position in June of 1997.«TOP500 List -June 1997». The TOP500 List of the 500 most powerful commercially available computer systems known. The TOP500 project. 30 de junho de 1997. Consultado em 10 de julho de 2019. Arquivado do original em 2 de julho de 2019
↑Kramer, William, Top500 versus Sustained Performance– Or the Ten Problems with the TOP500 List– And What to Do About Them. 21st International Conference On Parallel Architectures And Compilation Techniques (PACT12), 19–23 September 2012, Minneapolis, MN, US
