美国重夺超算第一背后是英伟达助力 微软加入自研AI芯片阵营

章鹰 2018-06-12 09:43 次阅读

时隔5年后,美国夺回了世界超级计算机领域的头把交椅。橡树岭国家实验室6月8日宣布,他们研发出的超级计算机“顶点”(Summit),浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次,接近“神威·太湖之光”超级计算机的两倍。此外,最新的消息显示,微软有计划设计自有的AI计算机芯片。

美国重夺超算第一 英伟达GPU提供了95%计算力

6月8日,美国能源部下属橡树岭国家实验室宣布,他们研发出的超级计算机“顶点”(Summit),浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次,接近“神威·太湖之光”超级计算机的两倍。据悉,这台超级计算机由IBM公司负责制造,搭载了近28000块英伟达GPU,逾9000个IBM传统处理器的超级计算机。

GPU即图像处理器。理解 GPU 和 CPU 之间区别的一种简单方式是比较它们如何处理任务。CPU 由专为顺序串行处理而优化的几个核心组成,而 GPU 则拥有一个由数以千计的更小、更高效的核心(专为同时处理多重任务而设计)组成的大规模并行计算架构。这次英伟达提供的GPU为“顶点”提供了95%的计算力。

自2013年6月中国超级计算机首次成为最强超算之后,美国就不再拥有世界上最强大的超算。全球超算TOP500组织的超级计算机官方排名将在本月底更新,“顶点”有望结束这一局面。

虽然超级计算机在云计算和大数据中心时代略微失色,但是很多棘手的计算问题还是需要大型机器。去年美国政府的一份报告中称,美国应该在超级计算上投入更多,以在核武器和高超音速飞机等国防项目,航空航天工业、石油开采和制药业的商业创新方面赶上中国。

美国能源部长里克·佩里认为,“顶点”超算将给能源研究、科学发现、经济竞争力和国家安全带来深远影响。

橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)成立于1943年,最初是作为美国曼哈顿计划的一部分,以生产和分离铀和钚为主要目的建造的,原称克林顿实验室。他们的使命是攻克美国当下面临的最严峻的科学难题,并且开发新技术,为人类创造更加美好的生活,保护人类。

27648块英伟达GPU+9000个IBM传统处理器

根据橡树岭国家实验室公布的数据,“顶点”占地面积相当于两个网球场大小,其循环系统每分钟需要消耗4000加仑(约等于15142升)水来使37000个处理器降温。利用评估超级计算机的标准度量的结果显示,“顶点”的浮点运算速度可达20亿亿次每秒。这比美国此前制造的超级计算机“Titan”的速度快了100倍。

而“顶点”超强的计算机力有95%来自英伟达为其提供的GPU,即搭载了27648块Tensor Core的英伟达Volta图形处理器,可以让“顶点”进行每秒超30亿亿次(3.3 exaops)的混合精密计算。

伊利诺伊大学香槟分校、美国国家超级计算应用中心的研究员Eliu Huerta将“顶点”巨大的 GPU 池形容为“就像梦境一样”。

GPU即图像处理器,它与一般计算机的中央处理器(CPU)不同之处在于:CPU由专为顺序串行处理而优化的几个核心组成,而GPU则拥有一个由数以千计的更小、更高效的核心(专为同时处理多重任务而设计)组成的大规模并行计算架构。

数年前,有研究人员发现图形处理器的并行运行能力,非常适合运行深度学习算法。英伟达也正是借着人工智能的浪潮,推出GPU,迅速占领了市场,甚至影响到了英特尔在计算机芯片市场里的地位。

橡树岭国家实验室负责人Thomas Zacharia表示,如此大规模的GPU使用对超级计算机来并不常见,它有助于机器学习在解决科学难题方面做出突破。

除了有英伟达的GPU的帮助外,IBM提供的超过9000个传统处理器也功不可没。


微软计划自研AI芯片,专攻云计算

6月12日上午消息,从最近的招聘消息看,微软想设计自有AI计算机芯片。3月末,微软提供一些空缺职位,至少有3个,全都来自Azure公共云部门,它想找到一些出色的人才,为AI芯片开发新技术。次月,微软又发布消息,准备招募一名硅芯片项目经理,还有一名工程师,他的工作与软件硬件合作设计、AI加速优化有关。

为了拥有强大的云服务,微软愿意投资,它要与AWS、谷歌竞争。如果使用专用处理器,微软就可以证明自己很认真,想提升云业务AI服务的水平。

在3月份发送给员工的备忘录中,微软CEO纳德拉18次提到AI。今天,公共云已经成为微软主要的增长动力之一,几天前微软刚刚宣布投资75亿美元收购GitHub,它是一个流行的合作工具,瞄准开发者。

事实上,微软对半导体技术并不陌生。在云计算领域,微软一直在研究AI运算技术,开发FPGA芯片,叫作Project Brainwave。在Azure服务中,已经有一些机器学习软件为使用做好了准备,微软可以用这些芯片增强软件,训练AI模型,让AI模型运行。去年微软曾说,它已经为下一代HoloLens MR头盔开发定制AI芯片,这款芯片与云部门无关。

微软新闻发言人证实,最新的招聘与FPGA项目没有关系,不过与微软设计自有云硬件有关,这个项目叫作Project Olympus。声明称:“一段时间以来,集团一直在设计服务器、芯片和AI架构,为云计算服务。”

Azure执行副总裁贾森·桑德尔(Jason Zander)上个月接受采访时曾说:“我们实际上设计了许多自有芯片,用于数据中心。”另外,微软Azure还使用英特尔、Nvidia的芯片。

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