NVIDIA GPU 驱动全球最快的学术超级计算机开辟新前沿

by Paresh Kharya

Frontera 是世界上性能排名第五的计算机系统,装有两个由数百个 NVIDIA Tensor Core GPU 驱动的全新子系统。

德州什么都大,超级计算机也不例外。

今天,德克萨斯州高级计算中心宣布推出 Frontera,这是世界上性能最强大的学术超级计算机,目前装有两个由 800 个 NIVIDIA GPU 驱动的子系统。

Frontera 将利用NVIDIA Tensor Core GPU的 AI、高性能计算和数据分析功能,实现强大的科学模拟并加速研究领域工作,包括药物研发、天体物理学和自然灾害建模。

Frontera 位于德克萨斯大学奥斯汀分校,在最近发布的速度最快的超级计算机TOP500 榜单中排名第五,在高性能 Linpack 基准测试中实现了每秒 23.5 千万亿次浮点运算,且峰值性能达到了每秒 38.75 千万亿次双精度浮点运算。全新 GPU 子系统为研究人员增加了每秒 11 千万亿次单精度浮点运算的峰值性能。

NVIDIA GPU 不仅为 TOP500 榜单中的 100 多个系统提供动力支持,而且还包揽了 TOP10 中的 5 个,其中就包括世界上速度最快的超级计算机 Summit

“对于 Frontera 而言,关键在于生成解决方案的速度。这也是我们的目的所在,即解决科学和工程中最艰巨的难题。”高级计算中心数据密集型计算主任 Niall Gaffney 说道。

其中一个新子系统搭载了由 360 个 NVIDIA Tensor Core GPU 构成的集群,并采用了 GRC 开发的水冷机架,GRC 是数据中心浸没式冷却领域的专家。另一个子系统由 IBM 打造,名为 Longhorn,搭载了 448 个 NVIDIA Tensor Core GPU。这些功能强大的专用型 GPU具备混合精度性能,可以让科学家灵活加速各类 AI、模拟和数据分析工作负载。

自从该系统于六月开始支持科学应用程序之后,已有 30 多支研究团队利用了 Frontera 的强大性能。美国国家科学基金会为该超级计算机由提供了 6000 万美元的资金支持。

在其使用期限内,Frontera 及其 GPU 子系统将为来自全球学术机构的成千上万名研究人员提供性能支持,用于数百个应用程序。

加速从分子到超大质量的科学研究

高性能计算系统可帮助研究人员快速分析数据,运行实验和模拟。GPU 加速功能可以实现更快的迭代速度,缩短科学家们取得重大突破的时间,从而改善人类的健康状况,拓宽我们对宇宙的理解,并为如何使用各类材料和能源资源提供见解。

Gaffney 说道:“对于进行大规模计算的研究人员,机器学习和 AI 等技术正在变得越来越重要。GPU 环境可以让科学家加速一系列应用。”

使用 NVIDIA GPU 加速型 Frontera 子系统开展的最初一批项目包括:

  • 天文学见解:在天体物理学领域,研究人员通常需要处理高达 100TB 或更大的数据集。借助 GPU 加速和 AI 技术,他们能够从来自这些大型数据集的噪音中分离出信号,运行大规模的宇宙模拟,并更好地理解中子星碰撞等天文现象。
  • 医学突破:深度学习工具被用于医学成像领域,帮助医生更快地诊断疾病和异常症状,如从大脑扫描图像中发现胶质母细胞瘤。借助超级计算资源,开发人员可以创建更复杂的模型,提高癌症诊断的准确度。
  • 药物研发:要想发现具有前景的候选药物分子化合物,需要耗费大量的时间和金钱,且计算量巨大。研究人员可以利用 GPU 加速系统来加快蛋白质折叠的模拟速度,从而缩小候选药物的范围,用于在湿实验室内进行测试。
  • 智能城市规划:要想实现更智能的城市规划,需要分析收集到的大量城市数据。利用 AI 模型分析来自道路交通摄像头的视觉数据,可以识别交通堵塞的区域,并更好地解决危险交叉路口等安全问题。
  • 了解地球:在天气建模和能源研究领域,科学家们依靠高保真模拟来分析复杂自然系统之间的交互作用。研究人员可以利用 AI 更好地预测天气现象和地震,为精密农业项目提供见解,并协助探索潜在的能源(如核聚变)。

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