【27648塊英偉達GPU和9000個IBM傳統處理器成就美國超算重奪世界第一】時隔5年后，美國暫時奪回了世界超級計算機領域的頭把交椅。美國當地時間6月8日，美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室宣布，他們研發出的超級計算機“頂點”（Summit），浮點運算速度峰值可達每秒20億億次，接近“神威·太湖之光”超級計算機的兩倍。據悉，這臺超級計算機由IBM公司負責制造，搭載了近28000塊英偉達GPU，逾9000個IBM傳統處理器的超級計算機。

GPU即圖像處理器。理解GPU和CPU之間區別的一種簡單方式是比較它們如何處理任務。CPU由專為順序串行處理而優化的幾個核心組成，而GPU則擁有一個由數以千計的更小、更高效的核心（專為同時處理多重任務而設計）組成的大規模并行計算架構。這次英偉達提供的GPU為“頂點”提供了95%的計算力。

“頂點”超級計算機

自2013年6月中國超級計算機首次成為最強超算之后，美國就不再擁有世界上最強大的超算。全球超算TOP500組織的超級計算機官方排名將在本月底更新，“頂點”有望結束這一局面。

雖然超級計算機在云計算和大數據中心時代略微失色，但是很多棘手的計算問題還是需要大型機器。去年美國政府的一份報告中稱，美國應該在超級計算上投入更多，以在核武器和高超音速飛機等國防項目，航空航天工業、石油開采和制藥業的商業創新方面趕上中國。

美國能源部長里克·佩里推特截圖

美國能源部長里克·佩里認為，“頂點”超算將給能源研究、科學發現、經濟競爭力和國家安全帶來深遠影響。

橡樹嶺國家實驗室（OakRidgeNationalLaboratory）成立于1943年，最初是作為美國曼哈頓計劃的一部分，以生產和分離鈾和钚為主要目的建造的，原稱克林頓實驗室。他們的使命是攻克美國當下面臨的最嚴峻的科學難題，并且開發新技術，為人類創造更加美好的生活，保護人類。

27648塊英偉達GPU+9000個IBM傳統處理器

根據橡樹嶺國家實驗室公布的數據，“頂點”占地面積相當于兩個網球場大小，其循環系統每分鐘需要消耗4000加侖（約等于15142升）水來使37000個處理器降溫。利用評估超級計算機的標準度量的結果顯示，“頂點”的浮點運算速度可達20億億次每秒。這比美國此前制造的超級計算機“Titan”的速度快了100倍。

IBM公司CEO、美國能源部長里克·佩里、英偉達CEO

而“頂點”超強的計算機力有95%來自英偉達為其提供的GPU，即搭載了27648塊TensorCore的英偉達Volta圖形處理器，可以讓“頂點”進行每秒超30億億次（3.3exaops）的混合精密計算。

伊利諾伊大學香檳分校、美國國家超級計算應用中心的研究員EliuHuerta將“頂點”巨大的GPU池形容為“就像夢境一樣”。

GPU即圖像處理器，它與一般計算機的中央處理器（CPU）不同之處在于：CPU由專為順序串行處理而優化的幾個核心組成，而GPU則擁有一個由數以千計的更小、更高效的核心（專為同時處理多重任務而設計）組成的大規模并行計算架構。

數年前，有研究人員發現圖形處理器的并行運行能力，非常適合運行深度學習算法。英偉達也正是借著人工智能的浪潮，推出GPU，迅速占領了市場，甚至影響到了英特爾在計算機芯片市場里的地位。

橡樹嶺國家實驗室負責人ThomasZacharia表示，如此大規模的GPU使用對超級計算機來并不常見，它有助于機器學習在解決科學難題方面做出突破。

除了有英偉達的GPU的幫助外，IBM提供的超過9000個傳統處理器也功不可沒。

“頂點”成為尖端科學家的“游樂場”

“頂點”超強的計算威力，也讓科學家們相信它能在未來創在奇跡。

“頂點”超級計算機外觀

橡樹嶺國家實驗室已經成為尖端科學家的“游樂場”，許多高校的科學家們迫切希望利用這臺計算機完成此前不可能完成的任務。

Huerta就表示，他希望“頂點”能夠幫助分析每晚從“大型綜合巡天望遠鏡”得到的大約15TB圖像。

據橡樹嶺國家實驗室的介紹，“頂點”接下去的“行程”安排十分密集，已經排上日程的項目有：

一是癌癥研究。美國能源部和美國國家癌癥研究正在做一個癌癥分布式學習環境的項目。他們的目標是開發研究工具，可以自動提取、分析和分類健康數據，以揭示隱藏疾病因素之間的關系，如基因，生物標志物和環境。

二是聚變能研究。聚變能長期以來一直是清潔、能量豐富的能源代表。科學家們一直希望能夠模擬聚變反應堆及其磁約束等離子體，加快商業發展。

三是疾病和成癮性研究。這項研究中，研究者將使用人工智能來識別人類蛋白質和細胞系統的功能和進化模式。這些模式可以幫助我們更好地了解阿爾茨海默氏癥、心臟病或成癮，并告知藥物發現過程。

除了上述的項目外，“頂點”還能在化學和生物學問題上給予更多的幫助。Zacharia認為，這臺超級計算機可以使用來自2200萬退伍軍人的醫療記錄為美國能源部項目做出貢獻，其中包括約25萬全基因組序列。

“頂點”能為人工智能（AI）和科學發現的整合提供了前所未有的機會，使研究人員能夠將機器學習和深度學習等技術應用到人類健康、高能物理、材料探索等領域的問題研究上。

5個關于“頂點”超級計算機的事實

1.20億億次浮點運算：這意味著如果地球上每個人做一次一秒的計算，那么需要花費1年的時間，才能達到“頂點”一秒的計算量。

2.30億億次混合精密計算：這意味著如果地球上的每個人做一次一秒的計算，那么需要花費15年時間，才能達到“頂點”一秒的計算量。

3.在早期的測試中，一個基因研究組利用“頂點”超級計算機，花費了1個小時解決了問題，但如果將這個問題放在傳統計算機上運行，可能需要30年時間。

4.“頂點”的占地面積相當于2個網球場大小。

5.“頂底”的重量相當于一架商業噴氣機的重量。