随着全球科技竞争日益激烈，超级计算机成为国家创新实力的象征。德国的“木星（Jupiter）”超级计算机作为欧洲首个由欧盟联合发起的百亿亿次级计算项目，引起了全球关注。位于德国研究中心尤利希（Forschungszentrum Jülich），“木星”不仅代表欧洲在高性能计算（HPC）领域向芯片自主化迈出的重要一步，也展示了混合CPU-GPU架构在超大规模计算中的应用潜力。 “木星”超级计算机的设计理念深受其前辈“Jewels”系统启发。与传统依赖单一CPU或GPU的方案不同，“木星”采用了一种模块化架构，由Universal Cluster（通用集群）模块和GPU Booster（GPU加速）模块共同组成。通用集群模块搭载了SiPearl公司基于Arm架构的“Rhea1”服务器CPU，每颗芯片内含80个基于“Zeus”Neoverse V1设计的核心，并配备64GB高速HBM内存。
值得一提的是，这些核心与亚马逊AWS设计的Graviton3 Arm芯片采用相同技术，具备256位的SVE向量引擎，在FP64双精度浮点运算中展现不俗性能。 而GPU Booster模块则构建在Nvidia“Grace”G100 Arm CPU和“Hooper”H200 GPU超级芯片的独特融合上，每个计算节点集成了四组Grace-Hopper模块，形成带有高效NUMA节点控制的八引擎集群。H200 GPU拥有96GB HBM3内存，提供4TB/s带宽，同时四个H200之间通过NVLink 4端口互联，实现了高达300 GB/s的双向传输速度。此外，GPU与对应的Grace CPU间通信带宽达到600 GB/s，这套架构极大地提升了数据传输效率和计算协同能力，专为高性能计算任务优化。 网络方面，“木星”超级计算机采用了Nvidia的Quantum-2 InfiniBand网络架构，构建了25个Sequana Dragonfly+网络单元，每个单元包含5个BullSequana XH3000机柜，合计867台交换机和超过10万逻辑端口，能够支撑超过2万台GPU节点和1300多台CPU节点的高速互联。该网络设计既保证了全局低延迟通信，也提供了灵活扩展能力，以满足未来科研和运算需求的增长。
在存储系统上，尤利希中心为“木星”配置了大容量高速闪存，拥有21PB的可用容量，可实现2TB/s的写入带宽和3TB/s的读取带宽，外加300PB硬盘级存储和700PB磁带备份库，形成分层存储方案，既满足高性能计算的高速数据访问需求，又兼顾海量数据的长期归档。 性能方面，根据2025年6月Top500排行榜，“木星”的GPU Booster模块在高性能LINPACK基准测试中获得了第四名的成绩，实际运行HPL测试达到约793.4PFLOPS，峰值性能接近930PFLOPS。通过估算，23,536颗Grace-Hopper超级芯片构成的巨大计算池，理论峰值FP64性能达到约788.5PFLOPS。值得注意的是，系统实现了85.3%的计算效率，远高于其他部分类似GPU集群，显示出架构设计和网络布局在提升整体性能方面的优势。 除了纯粹的计算能力，“木星”在能源效率也表现不俗。根据Green500名单，Jupiter测试节点达到每瓦特72.7GFLOPS的能效；在全面部署的GPU Booster模块下，能效仍保持在60GFLOPS/W，对标国际领先的美国“Frontier”和“El Capitan”两大百亿亿次级超级计算机，后两者分别采用了AMD Epyc CPU及MI250X与MI300A混合加速卡，能效约为62.7和58.9 GFLOPS/W。
值得指出的是，Jupiter采用了Nvidia InfiniBand互联网络，进一步证明了高性能与高能效并非不可兼得。 “木星”超级计算机项目总投资约5亿欧元，其中欧盟欧高性能计算联合体（EuroHPC）提供半数资金，德国联邦教育与研究部以及北莱茵-威斯特法伦州分别贡献了四分之一资金。项目由Atos旗下HPC部门Eviden与德国系统集成公司ParTec合作实施，统筹硬件采购、系统安装和运维服务。值得一提的是，尽管高性能GPU单价高达约2.25万美元，考虑到硬件成本占比、系统软件与基础设施投入，每颗GPU均价折算仅为约8445美元，表明合作方获得了极具竞争力的供应保障。 “木星”的成功建设不仅是技术层面的突破，还具有深远的战略意义。它体现了欧洲在半导体自主设计上的新方向，SiPearl公司的Rhea1/2芯片开始替代传统美系CPU，加深了地区科研自主权和网络安全保障。
同时，Nvidia合作的Grace-Hopper架构在AI与科学计算的结合下，为未来跨学科创新提供了坚实基础。 面对全球众多超级计算机，Jupiter展现了欧洲与美国、中国、日韩等竞争对手抗衡的能力和野心。特别是在人工智能高速发展背景下，它不仅满足传统科学模拟与工程仿真，还支持大规模机器学习模型的训练与推理，成为推动下一代科研成果与产业升级的重要引擎。 综合来看，“木星”超级计算机是欧洲高性能计算领域一次里程碑式的突破。它以创新的混合架构、高效的能耗控制和灵活的模块化设计，展现了当代超级计算机的发展趋势与技术走向。随着Rhea系列CPU的陆续交付和系统的持续优化，Jupiter有望进一步提升性能，真正实现Exascale性能标杆的战略目标，助力欧美科学与工业界持续领跑全球科技创新舞台。
未来，木星将成为欧洲科研、能源、气候、材料科学等关键领域的重要计算基石，为解决世界级复杂问题贡献算力支持，也为全球超级计算机技术树立新的标杆。
