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登峰造極:加速運算技術推動全球最快超級電腦

本文作者:NVIDIA (輝達)       點擊: 2018-06-14 10:38
前言:
全球最強超級電腦 Summit ,首部超越 exaop 門檻的AI系統 搭載27,648 顆 NVIDIA GPU ,讓頂尖科學家搶得先機
2018年6月14日--NVIDIA (輝達) 宣布推出全球最強超級電腦 Summit 。說它是史上最強科學工具也好,運算新典範也行,無論如何它就是跟「慢」八竿子打不著關係,這部在橡樹嶺國家實驗室亮相的超級電腦 Summit ,運算速度超乎你想像,無論任何研究數據都能迅速端到你眼前。
 

 
這部龐大機器搭載27,648顆 Volta GPU ,運算效能超過 3 exaop ,一個 exaop 代表每秒執行 10 億乘以 10 億次的運算,這樣的速度足足比五年前美國最快超級電腦 Titan 快了 100 倍。這部新登基的運算霸主 95% 的運算效能來自 GPU 。
 

 
這部為美國能源部打造的新系統是設計用來解決當前最艱鉅的挑戰,將加速全球頂尖科學家的研究工作,包括高能物理、材料開發、醫療等領域,以 200 petaflops 的運算效能執行各種高精度科學模擬。
 
NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳在 Summit 的發表會上表示:「Summit的確擁有超快的運算速度,但它的意義不僅僅是卓越而已, Summit 是偉大的科學設備,將吸引全球最頂尖的科學家。」
 
它可說是一部科學的時光機器。
橡樹嶺國家實驗室團隊在近 10 年前就意識到新型態運算的需求。以往把一個電晶體疊到另一個電晶體之上的舊思維,已經無法提供他們要求的效率,於是他們在 2012 年率先大膽組建 Titan ,這部當時全球最快超級電腦在每個節點都配置一顆 GPU ,如此顛覆創新的勇氣獲得回報,如今有超過550種HPC應用都運用 GPU 加快運算,當中最廣泛使用的前 15 種應用全都採用GPU加速技術。他們的創新成果重新塑造了超級運算的形態。
 
撰寫運算史的下一章
Summit 是運算史上的全新篇章,不僅僅是橡樹嶺國家實驗室,而是所有運算都要靠 Summit 開路。我們的研究團隊和美國能源部合作超過 11 年,聯袂研究各種先進技術,包括 Volta GPU 及 NVLink 高速互聯技術,這些都是 Summit 最核心的科技。如今的 Summit 不光為每個節點配置一顆 GPU,而是加碼到 6 顆 Tensor Core GPU 張量運算核心,達到的模擬效能足足是 Titan 的 10 倍。
 
如同當年 Titan 啟發世界加快模擬運算, Summit 也將啟發全球科學家運用 AI 配合電腦模擬進行科學探索。此外, Summit 背後的技術也已拓展到眾多科學家的工作領域,從 PC 、伺服器、工作站,一路到雲端運算系統。
 
黃仁勳表示:「 Summit 是全新品種的運算設備,是全球最大的 AI 超級電腦,有學習能力的機器,Summit 的軟體有能力寫出人類寫不出來的超傑出軟體。」
 
帶動AI與高效能運算的發展
 雖說 Summit 的基因和專為 AI 打造的新世代系統有共同之處,但兩者的運算速度完全不在同一層次。研究人員能運用名為半精度或 FP16 的簡化運算模式,讓 Summit 的效能提高約 15 倍,攀升到 exascale 的水準,意即每秒運算超過一百萬兆次,如此速度著實驚人。如果每次運算代表一粒細沙,以這樣的速度,一秒鐘就能填滿350座休士頓巨蛋體育館。
 
Summit 能為科學做出貢獻
Summit 的速度將讓當代科學家完成許多神奇成就。現在,橡樹嶺國家實驗室儼然成為尖端科學的遊樂場,眾多科學家聚集在此、急於運用這部神器追求完美的研究成果,因此 Summit 的行程排到滿檔,靠 Summit 加速的研究計畫包括:
• 癌症研究:美國能源部與美國國家癌症研究所正合作執行一項名為「癌症分散式學習環境」 (CANcer Distributed Learning Environment; CANDLE) 的專案,目標是開發出各種工具,對現有醫療資料自動進行擷取、分析及整理,並藉此揭露各種疾病因素之間的隱藏關係,如基因、生物標誌以及環境等因素。
• 聚變能源:聚變能源以太陽能為來源,長久以來一直被視為是不會枯竭的潔淨能源。 Summit 將能模擬一部聚變能源反應爐的模型,並利用磁力圍控的電漿,藉此加速商業運轉發展。

● 疾病與成癮:研究人員將運用 AI 找出各種人體蛋白質與細胞系統其功能與演化的模式,這些模式將協助我們更瞭解阿滋海默症、心臟病或成癮症狀,以及作為新藥開發之參考。
 
人類未來的一大步
運用超大規模的機器學習與深度學習技巧,科學家將能透過 Summit 獲得許多重大突破,進而促進經濟、改善醫療,並協助提供無限能源。這將有助於拯救我們的星球,這也是為什麼我們需要快上加快的超級電腦,我們已竭盡全力完成這項偉大的運算挑戰—打造全球第一部exascale加速超級電腦,好讓全球各地的科學家與研究者繼續全速衝刺。
 
黃仁勳說:「我想大大恭喜橡樹嶺國家實驗室的朋友與同事們,自此,我們將能攀上下一個高峰。」
 
全球最快超級電腦的五項優勢
• 200 petaflops — Summit 只需 1 秒,就能完成地球上每人每秒 1 次運算、 1 年期間加總的運算量總和。
• 3 exaops 的 AI 運算— Summit花1秒完成的運算量,如果讓地球全人類每人每秒完成1次運算、一共需要 15 年才能算完。
• 在一項早期測試中,一個基因研究團隊花 1 小時解決的問題,在 PC 上卻得耗費30年。
• 機櫃空間佔地 5,600 平方英呎,大小將近 2 個網球場
• Summit 的總重量接近一部商務客機
 
進一步了解Summit。
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關於NVIDIA (輝達)
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