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

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。