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本周，一年一度的高性能計算大會ISC如期而至，世界TOP 500超級計算機排名也隨之更新公布，對比去年的榜單，今年TOP 10的榜單中，來自美國新能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的Perlmutter系統(tǒng)新晉入圍。
在TOP500的榜單中，中國超級計算機的數(shù)量雖然下降至186臺，但對比位居第二的美國的123臺，依然遙遙領(lǐng)先。
一個值得注意的事實是，此次榜單中有342套系統(tǒng)采用了英偉達技術(shù)提供加速，對比去年的333套提升2%，榜單上使用InfiniBand的系統(tǒng)數(shù)量也比去年增加了20%。另外，名單上更新的兩個新系統(tǒng)“超級云”，能夠同時滿足AI、高性能計算（HPC）和云端需求。
這意味著，高性能計算正在同AI加速融合，而在這一融合趨勢下，英偉達在超算領(lǐng)域的優(yōu)勢前所未有。
不止是TOP10中的8臺，新晉系統(tǒng)也選英偉達
雷鋒網(wǎng)此前在《全球TOP10超級計算機8臺都選英偉達的三大原因》一文中分析過，由于高速數(shù)據(jù)互連技術(shù)的普及，以及英偉達GPU系統(tǒng)能夠提高將超算的能效提升2.8倍，全球TOP10超級計算機中的8臺都采用了英偉達GPU或InfiniBand網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
在最新公布的榜單中，不少新晉系統(tǒng)也都選擇英偉達提供支持，其中包括云端的兩個新系統(tǒng)。
Microsoft Azure是其中之一，在TOP 500榜單上連續(xù)占據(jù)第26位到第29位，利用集群將公有云服務(wù)提升到新的水平。作為新興的共享超級計算機，地球上的任何用戶都可以按需使用。
在Azure系統(tǒng)的背后，有8個NVIDIA A100 Tensor Core GPU為其各個虛擬實例提供動力支持，每個芯片都有自己的HDR 200G InfiniBand 通信接口，可以與Azure云中的數(shù)千個GPU建立高速連接。
劍橋大學(xué)的新系統(tǒng)Wilkes-3是另一個超級云系統(tǒng)，也是世界上第一臺云原生超級計算機。該系統(tǒng)使用了320個連接在HDR 200G Infiniband 網(wǎng)絡(luò)上的 A100 GPU，且有經(jīng)過優(yōu)化的NVIDIA BlueField DPU提供安全、虛擬化的數(shù)據(jù)處理，保證虛擬資源的隱私性和安全性。
此外，本次進入TOP10的新系統(tǒng)Perlmutter，以 64.59 Linpack petaflops 在 TOP500 中排名第 5，也是由來自英偉達6144個A100GPU提供動力支持。
國家能源研究科學(xué)計算中心 (NERSC) 數(shù)據(jù)和分析服務(wù)組代理負責(zé)人 Wahid Bhimji 表示：“AI是美國能源部的一個增長領(lǐng)域，其可行性已被驗證，正計劃投入生產(chǎn)?！?/p>
英偉達更新超算平臺，加入三項關(guān)鍵技術(shù)
為了持續(xù)滿足高性能計算對AI的需求，英偉達也在本次ISC大會上發(fā)布全新的HGX A100系統(tǒng)，且已經(jīng)在英國愛丁堡大學(xué)托管的DiRAC超級計算機中落地。
英偉達HGX A100加入了三項關(guān)鍵技術(shù)：NVIDIA A100 80GB PCIe GPU、NVIDIA NDR 400G InfiniBand 網(wǎng)絡(luò)和 NVIDIA Magnum IO GPUDirect Storage 軟件。
其中，A100 80GB PCle GPU采用NVIDIA Ampere架構(gòu)，與A100 40GB相比其內(nèi)存帶寬帶到2TB/S，提升25% 。更高的內(nèi)存容量和內(nèi)存帶寬，能夠?qū)⒏嗟臄?shù)據(jù)和更大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)保存在內(nèi)存中，從而最大限度地減少節(jié)點通信和能耗，研究人員也能獲得更高的吞吐率和更快的結(jié)果。
在網(wǎng)絡(luò)方面，英偉達并購Mellanox后，釋放 InfiniBand高效網(wǎng)絡(luò)潛能。InfiniBand 作為全球唯一具有完全負載轉(zhuǎn)移功能的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算互連系統(tǒng)，英偉達為此配備了NVIDIA Quantum-2固定配置交換機和模塊化交換機。
NVIDIA Quantum-2 模塊化交換機最高可提供 2048 個 NDR 400Gb/s InfiniBand 端口（或 4096個 NDR200 端口）的可擴展端口配置，雙向總吞吐量達到每秒 1.64 PB，是上一代 HDR InfiniBand 模塊化交換機系列的5倍。
NVIDIA Quantum-2 交換機具有向前和向后兼容的特性，可以輕松遷移和擴展現(xiàn)有的系統(tǒng)和軟件。
在軟件方面，Magnum IO GPUDirect Storage軟件提供了GPU內(nèi)存和存儲之間的直接內(nèi)存訪問，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜工作負載處理性能。英偉達稱，應(yīng)用程序通過直接路徑從低 I/O 延遲中受益并能夠使用網(wǎng)絡(luò)適配器的全部帶寬，同時減少 CPU 的利用負載并管理數(shù)據(jù)消耗增加所產(chǎn)生的影響。
目前，英偉達最新HGX高性能計算平臺已落地英國愛丁堡大學(xué)，為其托管的新型DiRAC超級計算機Tursa提供動力支持。
愛丁堡大學(xué)的 Peter Boyle 教授對HGX所提供的支持表示肯定：“Tursa 旨在應(yīng)對獨特的研究挑戰(zhàn)，為科學(xué)建模和仿真解鎖新的可能性。NVIDIA 加速計算平臺提供超大規(guī)模服務(wù)，通過精確平衡網(wǎng)絡(luò)帶寬和FLOPS 來以實現(xiàn)這項研究所需的出色性能，進而助力新發(fā)現(xiàn)?！?/p>
幾十年前，學(xué)術(shù)研究中心嘗試模擬原理的相互作用，吸引了航空航天、醫(yī)療健康等多個行業(yè)的注意，但其所需要的巨量計算阻礙了發(fā)展研究，直到加速計算和深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，才使得高性能計算落地得以推進。
“得益于各種進步，我們正處于高新能計算革命的開端?！秉S仁勛如此評價當(dāng)下高性能計算的發(fā)展。
雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)
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