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為人工智慧時代訂作之世界最強超級電腦

 

參考資料:2018年6月8日,Technology Review,

https://www.technologyreview.com/s/611077/the-worlds-most-powerful-supercomputer-is-tailor-made-for-the-ai-era/?utm_campaign=social_button&utm_source=email&utm_medium=social&utm_content=2018-06-22

2013年以來世界最強的超級電腦排名中,中國一直位居第一,現在美國再度奪回寶座。美國能源部位於田納西州的橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Lab)的工程師團隊剛剛揭幕的「頂點」(Summit )超級電腦的運算能力超越了目前紀錄保持者─中國的「神威太湖之光」(Sunway Taihu Light)。這個新機器在最佳表現情況下,能夠達到每秒進行200千兆次浮點運算(200 PFLOPS,一個PFLOPS(petaFLOPS)等於每秒一千萬億(10 15 )次的浮點運算)。用來建造「頂點」的技術將幫助美國躍升到「百萬兆級」的運算(exascale computing)。

用個對照來說,也就是地球上的每一個人連續305天每一天的每一秒都要做一個運算才能達到這個新機器在一眨眼的功夫之內做到的運算。「頂點」比「神威太湖之光」要快60%,而其速度幾乎是「泰坦」(Titan)的8倍。目前置放於橡樹嶺國家實驗室的「泰坦」在「頂點」出現之前是美國超級電腦的紀錄保持者。這不只是攸關民族自尊的勝負而已。超級電腦已被使用於工業界的各個方面,從設計新飛機到開發新材料。其它的應用還包括軍方用超級電腦設計核子武器,以及科學家用來進行基礎研究。如果最強的超級電腦在美國,那麼美國的研究人員和軍方將具額外優勢。

橡樹嶺國家實驗室的團隊指出「頂點」是從一開始就被設計來進行人工智慧(AI)應用的第一個超級電腦,AI應用如機器學習和神經網絡。它有超過2萬7千個來自Nvidia的圖形處理器(GPU) 晶片。Nvidia的產品已廣為使用於AI 應用;另外還包括一些IBM去(2017)年特別啟用於AI 工作的Power 9 晶片,該公司於。在這些矽晶工作器之間還有超快速之連結傳送數據。IBM 的Bob Picciano 指出這些因素使「頂點」只比「泰坦」多用50%的電力,卻能以10倍於「泰坦」的速度進行一些應用。這個新超級電腦要執行的其中一個與AI 有關的計畫項目是由鉅量書面報告和醫學影像來找出基因與癌症之間的關聯性。另外一個應用則是辨識具有對於鴉片類藥物有成癮傾向和其它疾病傾向之基因特質的人。

像「頂點」這樣更強的超級電腦還有助於增進像氣候模擬領域的知識。史丹福大學卡內基科學研究所(Carnegie Institution for Science at Stanford University)的Patrick Brown 指出,其中最大的挑戰之一是模擬雲的行為,雲的行為對於我們預期的暖化程度有很大的影響。增強電腦能力使得模擬雲的變化更加詳盡,作更長時間的研究也變得更為容易,也有助於整理出不同氣候模擬得到的結果之間的關係。

「頂點」是發展下一個能運算EFLOPS(exaFLOPS)(等於每秒100萬兆(1018)次的浮點運算)的重要踏腳石。國際競賽進行中要搶先達到這個里程碑,美國與中國被視為兩個領先者。 美國正要建造幾個這種機器,每個機器的費用在4億到6億美元,並有Nvidia、IBM、以及其它如英特爾( Intel )等公司的參與。目標是要在2021和2023年之間得到一或多個這些「百萬兆級」(exascale) 的電腦並且使之運轉。

橡樹嶺國家實驗室的Jack Wells 論及建造「頂點」的經驗:佔地面積約為兩個網球場大,每分鐘四千加侖的水流經冷卻系統帶走約 13 兆瓦的熱。所以「百萬兆級」的電腦將需要更驚人的基礎設施。「頂點」高階記憶處理以及創新的高頻寬的連接是處理「百萬兆級」的電腦產生的鉅量數據所不可少的要件。該國家實驗室的科學家們已經運用「頂點」的人工智慧,實際上執行了相當於「百萬兆級」的基因體運算,由於這些進展使「頂點」可望有助於達到更令人驚艷的運算能力高峯。

 

更新日期 : 2018/07/13