NERSC超級電腦Perlmutter搭載6000個NVIDIA A100 GPU

作者: 廖專崇
2021 年 06 月 01 日

美國國家能源研究科學運算中心(NERSC)正式啟用的Perlmutter超級電腦,將為超過7,000名研究人員提供近4 exaflops的人工智慧(AI)運算效能。Perlmutter超級電腦在16位元和32位元混合精度的AI數學運算上,成為全球運算速度最快的系統。

NERSC Perlmutter具備4 exaflops AI運算效能,成為全球運算速度最快的系統

目前已有二十多個應用將率先發揮Perlmutter超級電腦中6,144個NVIDIA A100 Tensor Core GPU的運算實力。這是當今全球搭載A100的系統中最龐大的一個,旨在推動天體物理學、氣候科學等領域的發展。

在其中一項研究中,Perlmutter超級電腦將協助拼湊出迄今規模最大、3D立體的可見宇宙地圖。它將處理來自暗能量巡天光譜儀(Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI)的資料,這是一台宇宙照相機,可以在一次曝光中捕捉到多達五千個星系的影像。

NVIDIA在高效能運算各面向都持續進步

研究人員需要透過Perlmutter超級電腦中的GPU運算速度來處理一個晚上數十次的曝光資料,以便知道隔天晚上該把DESI指向何處。過去使用舊有系統準備發表一年份的資料時,要花費數週或數個月的時間,不過Perlmutter超級電腦能夠在數日內完成這項任務。

傳統的超級電腦幾乎無法處理用Quantum Espresso等程式,在幾奈秒內生成幾個原子的模擬所需的數學運算,但是結合極為精準的模擬與機器學習,科學家可以在更長的時間內研究更多的原子。

美國國家能源研究科學運算中心(NERSC)

NERSC應用程式效能專家Brandon Cook表示,過去無法對像電池介面這樣的大型系統進行完整的原子模擬作業,但現在科學家們計畫用Perlmutter超級電腦來完成這件事。A100 中Tensor Core既能加速用於模擬的雙精度浮點數學運算,又能加速深度學習所需的混合精度運算。

此外,在GPU上運行的資料科學開源碼RAPIDS,將協助加快NERSC內人數不斷上升的Python工程師團隊處理工作的速度。它在分析NERSC旗下Cori超級電腦上的所有網路流量研究案中證明了自己的價值,將之前在CPU上執行分析工作的速度加快了近600倍。

NERSC表示,美國能源部不斷試圖將AI用於科學領域,把概念驗證用在粒子物理學、材料科學和生物能源等領域的生產案例上。人們一直在探索愈來愈大的神經網路模型,也想要獲得更強大的資源,Perlmutter超級電腦搭配A100 GPU、全快閃記憶體檔案系統及串流媒體資料功能,正好滿足這種對AI的需求。

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