導(dǎo)語(yǔ)：

說(shuō)起超級(jí)計(jì)算機(jī)(Super computer)，人們一般會(huì)想到那些由成百上千個(gè)處理器組成的，被用來(lái)完成超大型復(fù)雜計(jì)算的“超級(jí)”機(jī)器。是的，超算中心或超算系統(tǒng)，主要面向的就是科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。它擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力，能夠承擔(dān)起各種大規(guī)模的科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算任務(wù)，對(duì)于很多重要領(lǐng)域的研究工作至關(guān)重要。

超算系統(tǒng)往往有著驚人的計(jì)算速度和能力。例如，用一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)分析某領(lǐng)域過往數(shù)十年的數(shù)據(jù)，可能需要花上十幾年時(shí)間，但如果使用超級(jí)計(jì)算機(jī)，或許只需要一個(gè)小時(shí)。這也是超算系統(tǒng)被大量用在國(guó)家級(jí)和社會(huì)科研機(jī)構(gòu)的主要原因，特別是在能源探索、自然災(zāi)害研究、氣象預(yù)報(bào)、地質(zhì)勘查、城市規(guī)劃等領(lǐng)域，可以說(shuō)，我們?nèi)粘Ｋ吹降难芯砍晒径茧x不開“超算”的功勞。

關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的“超算”，為何越來(lái)越重要？

隨著智能時(shí)代數(shù)據(jù)量的攀升，超算系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景已從最初的能源、科研等核心領(lǐng)域擴(kuò)展到了社會(huì)的多個(gè)方面，甚至走入千千萬(wàn)萬(wàn)家企業(yè)，形成了規(guī)模巨大的計(jì)算產(chǎn)業(yè)，引發(fā)了人類社會(huì)的深刻變革。可以說(shuō)，智慧時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)很大程度上也是計(jì)算力的競(jìng)爭(zhēng)，誰(shuí)掌握了更強(qiáng)的超算能力，誰(shuí)就能在科技領(lǐng)域拿下一個(gè)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

2019年5月，價(jià)格9位數(shù)美元、占地兩個(gè)籃球場(chǎng)，由AMD公司與美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL)和Cray公司聯(lián)合打造的新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)Frontier官宣將于2021年交付，作為美國(guó)能源部下屬橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室有史以來(lái)打造的性能最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，屆時(shí)預(yù)計(jì)將成為世界最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，運(yùn)行峰值可達(dá)每秒1.5 exaflops(百億億次)。這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)基于下一代AMD EPYC霄龍?zhí)幚砥鳌adeon Instinct加速卡、ROCm開源軟件三大平臺(tái)，將幫助研究人員利用前所未有的計(jì)算能力和下一代人工智能技術(shù)來(lái)搭建、模擬和提高對(duì)天氣科學(xué)、亞原子結(jié)構(gòu)科學(xué)、基因組學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)象的理解。

超級(jí)計(jì)算機(jī)作為高科技發(fā)展的要素，對(duì)于所有行業(yè)都意義重大。很顯然，目前E級(jí)超算(百億億次)超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為國(guó)際上高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，而“芯片”作為超算系統(tǒng)的靈魂組成部分，也從未變得如此重要。

算力超強(qiáng)，第二代AMDEPYC處理器打造前所未有“芯”速度

超級(jí)計(jì)算機(jī)主要包含兩個(gè)方面的特點(diǎn)：一是極大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，二是極快速的數(shù)據(jù)處理速度。因此，它才可以在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行人或者普通計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的工作。要想實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)，服務(wù)器的“芯”幾乎發(fā)揮著決定性的作用。

在推動(dòng)百億億次級(jí)超算的歷程中，AMD EPYC處理器的推出就像一匹橫空出世的“黑馬”，直接將超算系統(tǒng)可利用的性能推向了新的高度。基于 7nm 制程工藝的第二代 AMD EPYC處理器，最高擁有64核128線程，支持 128 個(gè) PCIe Gen 4.0通道和 8個(gè)內(nèi)存通道，并可訪問高達(dá) 4 TB 的高速內(nèi)存。其采用的下一代AMD Infinity架構(gòu)，突破了x86性能和計(jì)算能力的界限，能夠獲得超高的核心數(shù)量和內(nèi)存帶寬，包括PCIe 4.0接口，帶來(lái)了前所未有的數(shù)據(jù)處理速度和存儲(chǔ)容量。對(duì)于高性能計(jì)算，第二代AMD EPYC處理器能提供創(chuàng)紀(jì)錄的浮點(diǎn)性能 ，同類產(chǎn)品最高的DRAM內(nèi)存 和I/O帶寬，以實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)的HPC負(fù)載，高達(dá)2倍的計(jì)算流體力學(xué)性能 ，以及最高可提升72%的結(jié)構(gòu)分析性能，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的計(jì)算速度和性能。

在云計(jì)算中心、AI超算中心等算力的“新陣營(yíng)“，第二代AMD EPYC能獲得與本地部署相同的高性能。為了確保更好的云端體驗(yàn)，AMD不僅與與騰訊云、AWS，Microsoft Azure，Google Cloud，Oracle Cloud等主流云提供商的合作，讓用戶能夠在云端享受到第二代AMD EPYC的超強(qiáng)性能，其自身卓越的兼容性、靈活性、高可擴(kuò)展性和安全性，也能讓客戶在云端用得方便、安心，享受到頂尖的云端高性能計(jì)算體驗(yàn)。

同時(shí)，面對(duì)人工智能與超算結(jié)合對(duì)算力提出的更高要求，AMD也在不遺余力地聯(lián)合硬件合作伙伴，以滿足超算系統(tǒng)需要的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)需求。在最新版本的異構(gòu)計(jì)算開源基礎(chǔ)ROCm中，AMD更新了諸多功能，旨在為開發(fā)人員提供更好的開源體驗(yàn)，社區(qū)對(duì)于AMD ROCm的支持也在持續(xù)擴(kuò)大。這些努力將為客戶的超算系統(tǒng)帶來(lái)更高的并行浮點(diǎn)運(yùn)算效率，更高的峰值處理能力，更高的吞吐量，以及更低的延遲。

斬獲TOP 500超算十席，AMD EPYC處理器在“超算”圈大獲青睞

正因?yàn)榈诙鶤MD EPYC處理器超高的核心、海量帶寬和優(yōu)異的浮點(diǎn)運(yùn)算性能等優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的全球關(guān)鍵超算客戶選擇了跟AMD“交朋友”。

除了文章開頭提到的Frontier超級(jí)計(jì)算機(jī)，AMD還聯(lián)合勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)和HPE，正在打造一款采用下一代AMD EPYC CPU和AMD Radeon Instinct GPU，以及開源的AMD ROCm異構(gòu)計(jì)算軟件的超級(jí)計(jì)算機(jī)El Capitan。El Capitan預(yù)計(jì)將在2023年初交付，擁有超過2 exaflops(百億億次)的雙精度性能，交付后將成為世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

NVIDIA今年也宣布，其全新的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)DGX A100將由第二代AMD EPYC 處理器提供支持。據(jù)悉，每臺(tái)DGX A100都將配備兩個(gè)第二代AMD EPYC 7742處理器，總計(jì)128顆核心，運(yùn)行基礎(chǔ)頻率為2.25 GHz，最高加速頻率可達(dá)3.40 GHz。該系統(tǒng)將可提供5 petaflops(每秒千萬(wàn)億次)的AI性能，使企業(yè)能夠加速多種類型的AI工作負(fù)載，例如數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練和推理等。

根據(jù)最新的TOP500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單，AMD EPYC處理器支持的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)在全球高性能計(jì)算TOP 500強(qiáng)榜單中占據(jù)十席，并有4套由AMD EPYC支持的超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)入全球高性能計(jì)算50強(qiáng)，分別為：Selene(第7名)，來(lái)自Nvidia的DGX A100 SuperPOD平臺(tái);Belenos(第30名)，法國(guó)氣象局的兩臺(tái)BullSequana XH2000超級(jí)計(jì)算機(jī)之一;Joliot-Curie(第34名)，來(lái)自法國(guó)國(guó)家高性能計(jì)算組織GENCI;Mahti(第48名)，來(lái)自芬蘭科學(xué)信息技術(shù)中心的BullSequana XH2000超級(jí)計(jì)算機(jī)。

除上述的TOP 500系統(tǒng)之外，AMD EPYC處理器還為斯圖加特高性能計(jì)算中心的HLRS “HAWK”、德國(guó)天氣預(yù)報(bào)服務(wù)公司(DWD)的NEC SX-AURORA TSUBASA、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的ETH ZURICH EULER VI、圣地亞哥超級(jí)計(jì)算機(jī)中心(SDSC)的DELL EXPANSE、英國(guó)國(guó)家研究創(chuàng)新局(UKRI)的CRAY ARCHER2、法國(guó)國(guó)家高性能計(jì)算組織(GENCI)的JOLIOT-CURIE等等超算系統(tǒng)提供服務(wù)，支持著世界各國(guó)在不同領(lǐng)域的超算任務(wù)。

在教育行業(yè)，AMD EPYC致力于支持全球高等院校實(shí)現(xiàn)科研突破，讓科研改變未來(lái)。例如，印第安納大學(xué)部署了超級(jí)計(jì)算機(jī)Big Red 200，運(yùn)算速度超過每秒6千萬(wàn)億次，并還將部署Jetstream 2，基于即將推出的第三代AMD EPYC處理器的分布式云計(jì)算系統(tǒng)，運(yùn)算能力高達(dá)8 petaflop。普渡大學(xué)也將部署Anvil，一款基于下一代AMD EPYC處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)，能夠支持廣泛的計(jì)算和數(shù)據(jù)密集型研究任務(wù)。

在更廣闊的科學(xué)領(lǐng)域，全球最大的粒子物理實(shí)驗(yàn)室歐洲核子研究組織(CERN)近期在Gigabyte服務(wù)器上選用了第二代AMD EPYC處理器來(lái)處理其大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)實(shí)驗(yàn)中的海量數(shù)據(jù)。AMD EPYC 處理器絕佳的PCI-E和內(nèi)存帶寬，能夠有效幫助研究人員收集實(shí)驗(yàn)中每秒發(fā)生的40 TB沖突數(shù)據(jù)而生成的原始數(shù)據(jù)流，從而加速大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的亞原子粒子研究。得益于第二代AMD EPYC解決方案，CERN還將服務(wù)器數(shù)量減少了三分之一，這不僅節(jié)省了成本，更有利于CERN構(gòu)建更高速、低延遲的網(wǎng)絡(luò)，加速科學(xué)創(chuàng)新。

世界從未如此渴求“算力”，在這個(gè)算力的“黃金時(shí)代”，第二代AMD EPYC處理器助力科研人員利用超算探索最前沿的科學(xué)密境，也以多種方式為企業(yè)和數(shù)據(jù)中心提供著業(yè)界一流的高性能。超高核心數(shù)量、超大內(nèi)存及I/O帶寬所帶來(lái)的創(chuàng)紀(jì)錄性能，也正是AMDEPYC迅速在超算陣營(yíng)圈粉無(wú)數(shù)的秘訣所在。