雖然摩爾定律已經終結，但提升計算性能的需求卻永無止境。為此，采用傳統方法的成本與功耗也將成倍增加。

與此同時，為減緩氣候變化所帶來的影響，我們需要更加高效的數據中心。全球數據中心每年的能耗已經超過 200 兆瓦時，占全球總能耗的 2%。

最新發布的 Green500 榜單展現了加速計算的能效。上榜的均是全球最高效的超級計算機，其中排名前 30 的系統都采用了加速計算。加速計算在能效方面的影響是非常驚人的。

據 NVIDIA 估計 TOP500 榜單上的系統每年需要消耗超過 5 太瓦時或價值 7.5 億美元的能源。

但如果 TOP500 榜單上的系統都能夠像 Green500 榜單上排名前 30 的系統那樣高效，那么這一數字就能削減 80% 以上，即只需消耗 1.5 億美元的能源，足足節省 4 太瓦時。

反之，以如今 TOP500 系統的電力預算，如果這些超級計算機都能達到 Green500 榜單中排名前 30 的系統的效率，則能夠提供 5 倍于如今的性能。

而最新 Green500 系統所突顯的效率提升還只是冰山一角。NVIDIA 正在不斷改進其 CPU、GPU、軟件和系統組合的能耗。

Hopper 在 Green500 榜單上的首次亮相

在最新 Green500 榜單上排名前 30 的系統中，有 23 個采用了 NVIDIA 的技術。

其中最引人注目的是，紐約市 Flatiron 研究所的風冷式 ThinkSystem 位列 Green500 榜首，它由聯想公司制造，搭載了 NVIDIA Hopper H100 GPU。

這臺超級計算機，又名 Henri。根據 Green500 的數據，Henri 每瓦可進行 650 億次雙精度浮點運算，將被用于解決計算天體物理學、生物學、數學、神經科學和量子物理學領域的問題。

TOP500 新上榜單的系統中，速度最快的新計算機是非營利性聯盟 Cineca 管理的 Leonardo。該系統采用了近 14,000 個 NVIDIA A100 GPU，在 TOP500 榜單中位列第 4，同時在 Green500 榜單中也排在第 13 位。

在 TOP500 榜單上，共有 361 個系統采用了 NVIDIA 技術，而 90% 的新系統都采用了 NVIDIA 技術（參見圖表）。

最新 TOP500 榜單上使用 NVIDIA 技術的系統數量達到歷史新高

新一代加速數據中心

NVIDIA 還在開發能夠為加速數據中心提供更高能效與性能的新計算架構。

今年早些時候發布的 Grace CPU 和 Grace Hopper 超級芯片將進一步大幅提升 NVIDIA 加速計算平臺的能效。憑借 Grace CPU 和低功耗 LPDDR5X 內存的驚人效率，Grace CPU 超級芯片的每瓦性能最高可達到傳統 CPU 的兩倍。

假設一座 100 萬瓦的高性能計算數據中心將 20% 的電力分配給 CPU 分區，將 80% 的電力分配給使用 Grace 和 Grace Hopper 的加速分區，則與基于 x86、采用類似分區方法的數據中心相比，該數據中心可以在相同的電力預算下完成 1.8 倍的工作。

DPU 進一步提升效率

除了 Grace 和 Grace Hopper，NVIDIA 網絡技術也大大加快了云原生超級計算的速度。同時，仿真使用量的增加也推動了對超級計算服務的需求。

包含了 NVIDIA BlueField-3 DPU 的 NVIDIA Quantum-2 InfiniBand 平臺提供了云計算服務提供商和超級計算中心所需的極高性能、廣泛的可用性與強大的安全性。

最近的一份白皮書對此進行了描述，展示了如何使用 DPU 來卸載和加速網絡、安全、存儲或其他基礎設施功能以及控制平面應用，從而將服務器功耗降低 30%。

節省的電量與服務器負載量成正比。一座擁有 1 萬臺服務器的大型數據中心在三年的服務器壽命期內，可以輕松節省 500 萬美元的電費，另外還可以節省冷卻、輸電、機架空間和服務器投資方面的成本。

加速計算結合 DPU 在網絡、安全和存儲方面的能力，已成為未來提升數據中心能效的重要一步。

事半功倍

科學研究的方法在迅速轉變，通過基于數據分析、人工智能和物理學仿真等方式的驅動，更高效的計算機將能夠成為下一代科學突破的關鍵。

NVIDIA 正致力于為研究者提供針對這種全新科學研究方法進行優化的多學科高性能計算平臺，同時兼顧性能與效率，助力科學家能夠藉此開展造福全人類的重大研究。

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