基于Volta的超級(jí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)力推進(jìn)人工智能與科學(xué)探索

最新發(fā)布的TOP500超算榜單中，NVIDIA加速系統(tǒng)數(shù)量新增34個(gè)，再創(chuàng)歷史新高，總計(jì)達(dá)到87個(gè)。

但是對(duì)NVIDIA來(lái)說(shuō)，這僅僅只是個(gè)開(kāi)始。當(dāng)明年六月的新一期榜單出爐之時(shí)，搭載NVIDIA全新Volta GPU架構(gòu)的第一批超級(jí)計(jì)算機(jī)也將登場(chǎng)。美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的Summit將因此成為全球最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Sierra和日本的ABCI(AI Bridging Cloud Infrastructure)也將緊隨其后。

本周在丹佛舉辦的SC17匯聚了全球最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)制造商，而上述三臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)疑成為了全場(chǎng)焦點(diǎn)。

在展會(huì)上，與會(huì)人員可以通過(guò)各種演講和展示，更多地了解GPU和Volta將如何推進(jìn)科學(xué)和人工智能的發(fā)展。

AI拓展HPC新性能

Volta的性能是其上一代Pascal架構(gòu)的5倍。像Pascal一樣，Volta也將AI和傳統(tǒng)的HPC應(yīng)用程序在單一的平臺(tái)上結(jié)合在了一起。

高性能計(jì)算是現(xiàn)代科學(xué)的基石，它讓研究人員能夠模擬并預(yù)測(cè)現(xiàn)實(shí)世界中可能發(fā)生的情況，例如人體對(duì)新藥物治療的反應(yīng)、或新能源的效率等。通過(guò)AI和HPC的結(jié)合，Volta能夠使研究人員借助AI，從數(shù)據(jù)中獲得洞察，并加速科學(xué)探索的進(jìn)程。

Summit、Sierra和ABCI都采用了NVIDIA Tesla V100 GPU加速器，它將100個(gè)CPU的計(jì)算能力集成到了一個(gè)GPU中，同時(shí)能耗僅為上一代GPU的一半。三者都同時(shí)搭載了CPU和GPU，全部通過(guò)NVIDIA NVLink高速互連技術(shù)進(jìn)行連接。

Summit彰顯性能新高度

Summit為滿足全球研究人員和科學(xué)家對(duì)于計(jì)算資源不斷增長(zhǎng)的需求而打造。預(yù)計(jì)其最高性能將達(dá)到200 petaflops(對(duì)于AI應(yīng)用能達(dá)到3 exaflops以上)，超越當(dāng)前超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的世界冠軍——最高峰值達(dá)到125.4 petaflops的中國(guó)神威·太湖之光。這一計(jì)算能力也相當(dāng)于一直以來(lái)美國(guó)最強(qiáng)大的系統(tǒng)——ORNL的Titan超級(jí)計(jì)算機(jī)的5倍。

“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，最在意的不僅是它頂尖的性能本身，而是我們可以利用Summit進(jìn)行科學(xué)研究，” ORNL國(guó)家計(jì)算科學(xué)中心科學(xué)計(jì)算組負(fù)責(zé)人Tjerk Straatsma如是說(shuō)。

有了更高的計(jì)算能力，研究人員就能夠解決更大、更具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，執(zhí)行更精準(zhǔn)的仿真，并做出更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，Straatsma說(shuō)道。例如，研究人員計(jì)劃借助Summit打造一個(gè)項(xiàng)目，旨在預(yù)測(cè)氣候變化的長(zhǎng)期影響。其他應(yīng)用還包括加速新藥開(kāi)發(fā)、提高植物燃料成本效益、或助力清潔的混合能源廣泛使用等。

高性能的 Sierra

Sierra將成為美國(guó)能源部管理并保障國(guó)家核武器、以及防止核擴(kuò)散和實(shí)施反恐計(jì)劃的首要系統(tǒng)。預(yù)計(jì)，Sierra的最高性能將達(dá)到125 petaflops，它能提供的性能也是目前最快的LLNL系統(tǒng)Sequoia的5~10倍。

LLNL計(jì)算物理項(xiàng)目副主任Chris Clouse說(shuō)，有了這些新增的功能，科學(xué)家們將能夠以更高的保真度進(jìn)行仿真，并運(yùn)行現(xiàn)今高性能計(jì)算機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的三維仿真。

他還表示，該實(shí)驗(yàn)室還計(jì)劃將Sierra用于基礎(chǔ)科學(xué)應(yīng)用和AI研究，旨在實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)健且精準(zhǔn)的仿真。

橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的超算項(xiàng)目還包括CyberShake地震危險(xiǎn)性地圖，它能夠?yàn)楣こ處熖峁┰O(shè)計(jì)更多地震安全結(jié)構(gòu)所需的信息。圖片由南加州地震中心提供。

ABCI—面向AI而設(shè)計(jì)

由日本國(guó)立高級(jí)工業(yè)科技研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)運(yùn)營(yíng)的ABCI將于2018年作為全球人工智能創(chuàng)新平臺(tái)正式亮相。ABCI的預(yù)計(jì)峰值將能夠達(dá)到37 petaflops，其在深度學(xué)習(xí)環(huán)境下可達(dá)到550 petaflops，將成為日本國(guó)內(nèi)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

AIST表示，ABCI是針對(duì)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)而專門打造的，將“加速人工智能在實(shí)際商用和社會(huì)中的部署”。