時代在改變：全球TOP500超級計算機(jī)不只是要變得更快、還要更智能

全球最快的超級計算機(jī)中有近70％使用NVIDIA技術(shù)，并且它們正在越來越多地使用AI幫助研究人員加快科學(xué)研究速度。

全球最快的超級計算機(jī)不但變得比以前更快，而且還變得更加智能，從而為更多的工作負(fù)載提供支持。

在SC20大會今天發(fā)布的全球最快超級計算機(jī)TOP500榜單中，近70％的機(jī)器（包括排在前10名中的8臺）均采用了NVIDIA技術(shù)。

此外，最負(fù)盛名的超級計算機(jī)獎項——戈登·貝爾獎（Gordon Bell Prize）的四位候選人（于本周在SC20上被提名）均使用AI推動他們的科學(xué)研究。

他們的共同點(diǎn)在于：均使用NVIDIA的端到端HGX AI超級計算平臺為科學(xué)計算、數(shù)據(jù)分析和AI工作負(fù)載提速。這是一個始于高性能芯片和超高速智能網(wǎng)絡(luò)，而最終有關(guān)用于大型科學(xué)研究的全球數(shù)據(jù)中心級平臺的故事。

將AI加入到HPC中，并擴(kuò)展至傳統(tǒng)超級計算中心之外的平臺中是這一領(lǐng)域的重大變革。自Seymour Cray的CDC 6600于1964年發(fā)布以來，該領(lǐng)域一直專注于運(yùn)用體積更大、性能更強(qiáng)的計算機(jī)進(jìn)行計算密集型模擬與建模。

最新TOP500榜單超越了高性能Linpack的結(jié)果：

·速度記錄：如果以傳統(tǒng)超級計算性能基準(zhǔn)（即以被稱為FP64的雙精度浮點(diǎn)格式進(jìn)行運(yùn)算的速度）衡量，NVIDIA技術(shù)為全球最快的集群提速，令榜單排名前十中的八臺機(jī)器如虎添翼，這其中包括了排名第五的NVIDIA Selene超級計算機(jī)（全球性能最強(qiáng)大的商業(yè)系統(tǒng)）、排名第七的JUWELS（Forschungszentrum Jülich）與排名第十的Dammam-7（Saudi Aramco）等新上榜的機(jī)器。

·“智能”記錄：如果以作為AI性能基準(zhǔn)的混合精度標(biāo)準(zhǔn)——HPL-AI進(jìn)行衡量，采用NVIDIA技術(shù)的機(jī)器在榜單上均排名靠前，比如美國橡樹嶺國家實(shí)驗室（Oak Ridge National Lab）的Summit超級計算機(jī)（0.55百億億次級）和NVIDIA Selene（0.25百億億次級）。

·環(huán)保記錄：NVIDIA DGX SuperPOD系統(tǒng)在Green500最高效超級計算機(jī)榜單上排名第一，以每瓦26.2 gigaflops創(chuàng)造了新的功效世界紀(jì)錄。該榜單前30名計算機(jī)中有25臺使用了NVIDIA技術(shù)。

AI超級計算開啟飛速發(fā)展黃金時代

此次大會，最令人印象深刻的成就也許就是我們已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)了超越百億億次計算的目標(biāo)。

意大利CINECA超級計算中心在10月發(fā)布了建造全球最強(qiáng)大的AI超級計算機(jī)——Leonardo的計劃，性能有望達(dá)到10 百億億次級。捷克、盧森堡和斯洛文尼亞也發(fā)布了多臺全新EuropHPC AI系統(tǒng)。除了歐洲之外，亞洲和北美也將建造更多AI超級計算機(jī)。

這是因為現(xiàn)代AI運(yùn)用NVIDIA GPU、NVIDIA CUDA-X庫和NVIDIA Mellanox InfiniBand（全球唯一的全加速網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算平臺）驚人的并行處理能力，將大量數(shù)據(jù)輸入高級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而創(chuàng)建出精密復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界模型，使科學(xué)家們能夠完成通過其他方式無法完成的宏偉項目。

相比往年戈登·貝爾獎候選者所模擬的最大系統(tǒng)，今年該獎的候選者之一 —— 勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）計算研究部門的團(tuán)隊運(yùn)用AI將分子動力學(xué)模擬的規(guī)模至少擴(kuò)大了100倍。

一切都是為了推動科學(xué)發(fā)展

毫無疑問，系統(tǒng)速度的確重要，但更重要的是在現(xiàn)實(shí)世界中如何使用系統(tǒng)。

因此，你會看到新型AI超級計算機(jī)正在被推到對抗新冠疫情的最前線。

今年戈登·貝爾獎四位候選者中有三位專注于使用NVIDIA AI抗擊COVID-19疫情。

其中一個團(tuán)隊在勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）的Sierra超級計算機(jī)（TOP500榜單排名第三）上訓(xùn)練了一個AI，該AI能夠在23分鐘內(nèi)從16億種復(fù)方中篩選出新的候選藥物。

另一個團(tuán)隊借助橡樹嶺國家實(shí)驗室的Summit超級計算機(jī)（TOP500榜單排名第二）上的27612個NVIDIA GPU，每秒在兩種關(guān)鍵的SARS-CoV-2蛋白結(jié)構(gòu)上測試19028種候選藥物成分。

還有一個團(tuán)隊使用Summit創(chuàng)建AI工作流來建立SARS-CoV-2刺突蛋白（主要的病毒感染機(jī)制）如何攻擊人類ACE2受體的模型。

憑借可擴(kuò)展的NVIDIA HGX AI超級計算平臺（包括從處理器到網(wǎng)絡(luò)和軟件等所有部分）日益普及，科學(xué)家們可以在云計算公司的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，以及超級計算機(jī)中運(yùn)行他們的工作負(fù)載。

這個統(tǒng)一平臺融合了HPC、數(shù)據(jù)分析和AI工作負(fù)載。目前該平臺上有230萬開發(fā)者并支持超過1800個加速應(yīng)用、所有AI框架以及包括DASK和Spark在內(nèi)的主流數(shù)據(jù)分析框架，使科學(xué)家和研究人員能夠在內(nèi)置GPU的x86、Arm和Power系統(tǒng)上立即提高生產(chǎn)力。

此外，NVIDIA NGC產(chǎn)品目錄為最新版本的HPC和AI應(yīng)用提供性能經(jīng)過優(yōu)化的容器，使科學(xué)家和研究人員可以快速完成部署，并把精力集中在推動科學(xué)發(fā)展上。