NVIDIA GPU 助最快超級電腦突破省電效能

NVIDIA 今年 3 月舉辦的年度 GPU 技術大會，宣布了打造名為 「Piz Daint」 的全新 GPU 加速瑞士超級電腦計晝。許多人跟我們一樣樂見這項計畫能夠將超級運算的效能和省電效率開創新高。

今天， Piz Daint 完全超越那些具前瞻性的大膽設想。根據本週最新公布的Top500 全球前500最高效能超級電腦排行榜，Piz Daint 的效能在 LINPACK Benchmark 測試中達到 6.2 petaflop，成為歐洲最高效能的超級電腦。

不僅如此， Piz Daint 的省電效能同樣有亮眼成績；其每瓦效能高達 3.11 gigaflop，更成為第一台 petascale 級系統打破每瓦 3 gigaflop 效能紀錄的超級電腦，比第二名最省電的 petascale 級系統 (每瓦效能達 2.17 gigaflop) 省電 50%。

當然 Piz Daint 的成功有一部分要歸功於 NVIDIA 有史以來最快、最省電的旗艦級 Tesla K20X GPU 加速器。

這個超級運算系統由瑞士國家超級運算中心 (CSCS) 打造，並以瑞士阿爾卑斯山的一個山峰命名，為科學家提供極大規模的運算資源。 Piz Dant 特別為材料科學、生命科學、物理學、氣候、氣象學和地質學等領域的應用模擬設計，讓其達到極高運算效率。

歐洲GPU超級運算崛起

Piz Daint 不是歐洲唯一名列在最新出爐的 Top500 全球前 500 最高效能超級電腦排行榜的GPU加速系統，另外還有其他3個全新 GPU 加速的超級運算系統名列其中，每個系統都顯示了驚人的效能數據，同時也有助於拓展科學研究範疇。

其中座落於德國由 Max Planck Society 和 Max Planck Institute 離子物理學研究所共同維運的 Rechenzentrum Garching 運算中心的一個全新超級運算系統則可達到 709 teraflop 運算效能。而另外 2 個第一次進榜的系統還包括法國 Reims 大學的「 Romeo 」 和劍橋大學的「 Wilks 」系統。

這些全新的超級運算系統展現了歐洲的研究、超級運算和高效能運算團體也正利用加速運算在研發、科學、巨量資料分析及其他廣泛領域持續推動創新。

頂尖天氣預測應用可快 3 倍、省電 7 倍

「 COSMO 」是德國氣象局、瑞士氣象局，以及許多其他天氣預測服務使用的大氣模型，也是眾多在 Piz Daint 上執行的應用之一。實際上，COSMO 是德國、瑞士、義大利、波蘭、希臘、羅馬尼亞和俄羅斯等國家氣象局使用的頂尖歐洲地區天氣與氣候模型應用之一。研究員可以利用這個應用執行精密的高解析模型以監控氣候變化和追蹤天氣的變化模式。COSMO 由全球 7 個國家氣象局和大約 50 所大學的研究團體所組成的小規模模型聯盟 (Consortium for Small-scale Modeling) 進行維護工作。

氣候系統模型中心 (C2SM)、 CSCS 和瑞士氣象局共同為 COSMO 重新設計了動力核心，加入 GPU 加速器支援，並決定用 Piz Daint 超級運算系統測試更新的程式碼。在特定數量節點下，由 Piz Daint 超級運算系統執行的 COSMO ，其速度比CSCS 目前旗艦級超級運算系統 「 Monte Rosa 」快3倍以上，但在耗能方面卻能少7倍。

這種大幅提升的效能可有助研究員執行許多更精密的超高解析模型，讓他們可對複雜的氣候與天氣系統的運作方法有全新的洞悉。

本週在美國丹佛舉辦的Supercomputing 2013 大會中，CSCS 總監 Thomas Schulthess 在 NVIDIA 的 GPU Technology Theater 以「 Piz Daint: A Productive, Energy Efficient Supercomputer with Hybrid CPU-GPU Nodes. 」進行演講。