超級電腦再添生力軍！美國國家能源研究科學運算中心（NERSC）於27日正式啟用Perlmutter超級電腦，未來預計每年會有超過7,000名研究人員執行研究計畫，其中包括極大規模的科學研究、新能源開發。NVIDIA也稱，這將是世上最快的AI超級電腦。
Perlmutter超級電腦：背後什麼來頭？
在評估電腦性能上，通常以（FLOPS）為衡量指標；而在超級電腦領域，透過百億億級（exascale）運算，可讓科學家能夠在方程式中包含更多的變量，並提高模型的準確性和預測工作，大幅改進科學技術應用。
今日啟用的Perlmutter超級電腦，就提供了近4 exaFLOPS的人工智慧運算效能，是由慧與科技（HPE）、NVIDIA和AMD三方合作打造的GPU加速超級電腦。其採用了多達6,000多個NVIDIA A100 Tensor CORE GPU，是目前為止全球最大的A100 GPU超算系統。
Perlmutter超級電腦的命名更是其來有自。當時，柏克萊實驗室的天體物理學家Saul Perlmutter憑藉研究宇宙加速膨脹背後的奧秘，獲得了2011年諾貝爾物理學獎。因此這台超級電腦接下來的應用，最初將會被拿來打造「迄今規模最大的3D立體宇宙地圖」，藉以處理來自暗能量巡天光譜儀（DESI）的資料，探索對宇宙膨脹的影響；而這台宇宙照相機的厲害之處，就是在一次曝光中可捕捉高達5,000個星系的影像。
透過DESI提供的數據，Perlmutter超級電腦將處理並繪製跨越110億光年的可見宇宙圖，讓人類更能了解暗能量。面對極其大量的數據，Perlmutter又將如何做到？
NERSC指出，為了知道每天晚上要將DESI指向何處，研究人員需要評估前一天的資料；而Perlmutter超級電腦中的GPU運算速度，相較於舊有系統，將以20倍的速度處理每晚數十次的曝光資料。有別過往研究人員需花上數周、數月的時間，作業流程可望縮短到數小時。
除了硬體的加持，NVIDIA的AI軟體生態也成為Perlmutter的重要關鍵。NERSC表示，超級電腦採用了NVIDIA HPC SDK，可支援包括OpenMP等熱門程式設計模型；且在GPU上運行資料科學開源碼RAPID，也能加速Python工程師的資料分析速度，相較過往使用CPU快上了600倍。
不只宇宙地圖，更要探索不同科學領域
此外，Perlmultter也將為不同的科學探索帶來幫助，例如為材料科學領域研究原子的交互作用，藉此開發電池與生物燃料、基於原子交互作用的材料科學領域。
NVIDIA表示，以材料科學領域常用的模擬軟體Quantum Espresso來說，傳統超級電腦幾乎無法處理這類程式產生的原子模擬的數學運算，但借助A100 GPU，可加速用於模擬的雙精度浮點數學運算，又能加速深度學習所需的混合精度運算。
NERSC也強調，在精準的模擬與機器學習下，科學家能花更多時間研究原子，使他們得以實現電池介面的原子模擬的大型系統，有助新型態電池與燃料電池的發展。
NVIDIA執行長黃仁勳也在今日稍早的虛擬啟動儀式上，也透過預錄影片線上祝賀：「Perlmutter融合AI與高效能運算的能力，將讓材料科學、量子物理、氣候預測和生物研究等廣泛領域都有突破性的進展。」
在全球面臨新冠狀病毒（COVID-19，俗稱武漢肺炎）影響下，Perlmultter仍依照計畫上線，NERSC表示，團隊也將照顧居家工作的研究人員需求，重新擬定關鍵步驟，像是可透過線上舉辦黑客松，學習如何為exascale等級的應用程式編寫程式碼。
責任編輯：蕭閔云