超級計算機、儀器和不斷擴展的量子計算生態(tài)系統(tǒng)將通過 NVIDIA 超級芯片和軟件實現(xiàn)性能突破。
正如在超級計算專家齊聚的年度盛會 ISC 上所展示的,加速計算正在幫助研究者努力應對當今的重大挑戰(zhàn)。
研究者們致力于構建模擬新能源的數(shù)字孿生,或者通過使用人工智能(AI)和高性能計算(HPC)深入探索人類的大腦。
NVIDIA 加速計算業(yè)務副總裁 Ian Buck 在漢堡舉行的 ISC 上發(fā)表了特別演講。他在演講中表示,其他公司正在使用高敏感度儀器將 HPC 推向邊緣或在混合量子系統(tǒng)上加速模擬。
實現(xiàn)超過 10 Exaflops 的 AI 性能
例如洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)的一臺名為 Venado 的新型超級計算機將提供 10 exaflops 的 AI 性能,以推動材料科學和可再生能源等領域的研究工作。
LANL 的研究者使用該系統(tǒng)中的 NVIDIA GPU、CPU 和 DPU,將其多物理場計算應用的速度提高了 30 倍。該系統(tǒng)以新墨西哥州北部的一座山峰命名。
Venado 使用 NVIDIA Grace Hopper 超級芯片,將工作負載的運行速度較之前的 GPU 提升了 3 倍。這臺超級計算機還配備 NVIDIA Grace CPU 超級芯片,在長尾未加速應用上的每瓦性能是傳統(tǒng) CPU 的兩倍。
BlueField 蓄勢待發(fā)
LANL 系統(tǒng)是全球眾多采用 NVIDIA BlueField DPU 的最新系統(tǒng)之一,該系統(tǒng)用于卸載和加速主機 CPU 的通信和存儲任務。
此外,德克薩斯州高級計算中心也正在為 Lonestar6 上的 NVIDIA Quantum InfiniBand 網(wǎng)絡添加 BlueField-2 DPU。該網(wǎng)絡將成為一個云原生超級計算開發(fā)平臺,能夠以裸機性能托管多個用戶和應用,同時安全地隔離工作負載。
Buck 表示:“這是下一代超級計算和 HPC 云的首選架構。”
歐洲的百億億次級超級計算機
在歐洲,NVIDIA 和 SiPearl 正在一起擴大在 Arm 上構建百億億次級計算的開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)。這項工作將幫助該地區(qū)的用戶將應用移植到使用 SiPearl 的 Rhea 和未來基于 Arm 的 CPU 以及 NVIDIA 加速計算和網(wǎng)絡技術的系統(tǒng)上。
日本筑波大學的計算科學中心正在 NVIDIA Quantum-2 InfiniBand 平臺上將 NVIDIA H100 Tensor Core GPU 和 x86 CPU 搭配使用。這臺新的超級計算機將處理氣候學、天體物理學、大數(shù)據(jù)、AI 等方面的工作。
這些新系統(tǒng)將加入最新全球超級計算機排行榜 TOP500,該榜單上 71% 的超級計算機采用 NVIDIA 技術。此外,榜單上 80% 的新系統(tǒng)還使用 NVIDIA GPU 和網(wǎng)絡,并且 NVIDIA 的網(wǎng)絡平臺是 TOP500 系統(tǒng)使用最多的互連平臺。
HPC 用戶采用 NVIDIA 技術,是因為它們能夠為超級計算工作負載——模擬、機器學習、實時邊緣處理,以及量子模擬和數(shù)字孿生等新興工作負載提供強勁的應用性能。
Omniverse 大幅推動科學研究的發(fā)展
為了展示這些系統(tǒng)的功能,Buck 播放了英國原子能管理局和曼徹斯特大學的研究者在 NVIDIA Omniverse 中構建的虛擬核聚變發(fā)電站演示。這個數(shù)字孿生實時模擬了整座發(fā)電站、其機器人組件,甚至發(fā)電站的核心——核聚變等離子體的行為。
三維設計協(xié)作世界模擬平臺 NVIDIA Omniverse 使該項目中的遠程研究者可以使用不同的三維應用開展實時合作。他們將通過用于創(chuàng)建物理學 AI 模型的框架—— NVIDIA Modulus 來改進他們的工作。
Buck 表示:“這項工作的復雜程度令人難以置信,但它正在為未來的清潔可再生能源打下基礎。”
AI 在醫(yī)學影像領域的應用
另外,Buck 描述了研究者如何在 NVIDIA Cambridge-1 上創(chuàng)建一個由 10 萬張人腦合成圖像組成的圖像庫。這臺超級計算機專門用于通過 AI 推動醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展。
一支來自倫敦國王學院的團隊使用 MONAI(一種用于醫(yī)學影像的 AI 框架)生成了栩栩如生的圖像,這些圖像可以幫助研究者了解帕金森病等疾病的發(fā)展過程。
Buck 表示:“這充分表明了 HPC 與 AI 這對組合正在為科學和研究界做出真正的貢獻?!?/p>
邊緣 HPC
HPC 工作越來越多地延伸到超級計算機中心之外的范疇。觀測站、衛(wèi)星和新型實驗室儀器需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時流式傳輸和可視化。
例如,勞倫斯伯克利國家實驗室的光片顯微鏡工作團隊正在使用 NVIDIA Clara Holoscan 實時觀察納米級的生命,這項工作在 CPU 上需要花費數(shù)天時間。
為了將超級計算帶到邊緣,NVIDIA 正在開發(fā)用于 HPC 的 Holoscan。Holoscan 是我們圖像軟件的一個高度可擴展版本,它可以加速各種科學研究工作。該軟件將在 Jetson AGX 模塊和設備、四路 A100 服務器等各種加速平臺上運行。
Buck 表示:“我們也期待研究者們通過該軟件展開工作。”
加快量子模擬的速度
Buck 表示另一個超級計算載體——NVIDIA cuQuantum 正在被迅速采用。這個軟件開發(fā)工具包可以加快 GPU 上的量子電路模擬速度。
數(shù)十家企業(yè)機構已將它用于多個領域的研究。該工具包被集成到主要的量子軟件框架中,因此用戶無需進行額外的編碼就可以實現(xiàn) GPU 加速。
AWS 最近宣布在其 Braket 服務中提供 cuQuantum。該公司展示了 cuQuantum 如何在量子機器學習工作負載上提供高達 900 倍的加速,同時減少 3.5 倍的成本。
Buck 表示:“量子計算具有巨大的潛力。為了離有價值的量子計算更近一步,我們必須在 GPU 超級計算機上模擬量子計算機。我們十分高興能站在這項工作的最前沿?!?/p>
原文標題:NVIDIA 在 ISC 2022 大會上展示如何加速人工智能、數(shù)字孿生、量子計算和邊緣高性能計算
文章出處:【微信公眾號:NVIDIA英偉達】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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