智東西
作者 | ZeR0
(資料圖片僅供參考)
編輯 | 漠影
智東西5月22日報道，在國際超算大會（ISC）上，NVIDIA（英偉達）公布了一個搭載384顆NVIDIA Grace CPU超級芯片的超級計算機Isambard 3。這臺超級計算機躋身世界三大最環(huán)保的非加速超級計算機之列，F(xiàn)P64峰值性能將達到約2.7 petaflops，功耗低于270千瓦。
面向量子計算，NVIDIA今日宣布兩項關(guān)鍵進展，包括與羅爾斯·羅伊斯、量子軟件公司Classiq宣布量子計算在噴氣發(fā)動機計算流體動力學領(lǐng)域取得突破性進展，以及宣布計劃與德國于利希研究中心（FZJ）的于利希超算中心（JSC）聯(lián)合建立一座新的量子計算實驗室。
一、Isambard 3超算：能效提升6倍，將用于氣候科學、醫(yī)學研究
Isambard 3超級計算機位于英國布里斯托和巴斯科學園。作為英國GW4科研聯(lián)盟的一部分，該項目由布里斯托大學、巴斯大學、卡迪夫大學和埃克塞特大學牽頭。Isambard 3在2024年春季投入使用后，布里斯托大學預(yù)計注冊用戶數(shù)量將大幅超過目前的800人。
這臺超級計算機將配備384顆基于Arm架構(gòu)的NVIDIA Grace CPU超級芯片，用于推動醫(yī)學和科學研究，其性能和能效預(yù)計將達到Isambard 2的6倍，使其成為歐洲最節(jié)能的系統(tǒng)之一。
Isambard項目首席研究員、布里斯托大學高性能計算教授Simon McIntosh-Smith評價其“媲美全球超級計算機500強中排名前50的超級計算機，將為科學家提供革命性的全新超級計算平臺，以推進科研工作取得突破”。
包括Isambard 3在內(nèi)，越來越多的超級計算機正在采用基于Arm架構(gòu)的NVIDIA芯片。比如瑞士國家超算中心和美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室正在建造配備GPU的超級計算機。
由HPE建設(shè)的Isambard 3將助力歐洲科研界在人工智能、生命科學、醫(yī)學、天體物理學和生物技術(shù)方面取得突破。它將能夠創(chuàng)建風電場和聚變反應(yīng)堆等超復雜結(jié)構(gòu)的詳細模型，以幫助科研人員在清潔能源和綠色能源方面取得新進展。
由NVIDIA Grace驅(qū)動的系統(tǒng)將延續(xù)Isambard 2的分子機制模擬工作，以更好地了解帕金森病，并為骨質(zhì)疏松癥和COVID-19尋找新的治療方法。這些計算密集型應(yīng)用受益于Grace超級芯片中提供的最高性能的核心、最高的內(nèi)存帶寬和最優(yōu)的單核內(nèi)存容量。
二、采用NVIDIA量子計算平臺，模擬全球最大計算流體力學量子電路
在ISC期間，NVIDIA、全球航空業(yè)的領(lǐng)導者羅爾斯·羅伊斯和量子軟件公司Classiq宣布了一項量子計算突破，旨在不斷提高噴氣發(fā)動機效率。
噴氣式發(fā)動機是地球上最復雜的設(shè)備之一，其設(shè)計成本非常高昂，而且計算難度極大。羅爾斯·羅伊斯致力于建造最先進的噴氣發(fā)動機，以更加可持續(xù)的航空設(shè)備推動能源轉(zhuǎn)型。
當今量子計算機僅能支持只有幾層的電路深度。羅爾斯·羅伊斯正使用GPU為量子未來做準備，計劃使用新的電路發(fā)揮量子在CFD中的優(yōu)勢，同時使用經(jīng)典和量子計算方法來模擬噴氣發(fā)動機設(shè)計的性能。羅爾斯·羅伊斯計算科學研究員Leigh Lapworth說，將經(jīng)典和量子計算方法直接用于解決噴氣發(fā)動機的設(shè)計難題，會幫助羅爾斯·羅伊斯加快進程并進行更復雜的計算。
“NVIDIA的量子計算平臺不僅為羅爾斯·羅伊斯提供了一條解決這些問題的潛在路徑，還加快了該公司研究和在未來開發(fā)更加高效的噴氣式發(fā)動機的速度。”NVIDIA超大規(guī)模和高性能計算副總裁Ian Buck談道。
通過采用NVIDIA的量子計算平臺，兩家公司設(shè)計并模擬了世界上最大的計算流體力學（CFD）量子計算電路。該電路測量深度為1000萬層，有39個量子位。
羅爾斯·羅伊斯及其合作伙伴以色列公司Classiq先是使用Classiq的合成引擎設(shè)計了該電路，然后使用NVIDIA A100 Tensor Core GPU對其進行模擬，并采用NVIDIA cuQuantum軟件開發(fā)套件以保證量子計算流程的速度和規(guī)模。
NVIDIA提供了一個加快各學科量子研究和開發(fā)突破的統(tǒng)一計算平臺。Grace Hopper超級芯片集NVIDIA Hopper架構(gòu)GPU的性能與NVIDIA Grace CPU的多功能性于一身。高速、低延遲的NVIDIA NVLink-C2C互連技術(shù)優(yōu)化了使用該超級芯片構(gòu)建的經(jīng)典系統(tǒng)與量子處理器或QPU的連接。Grace Hopper每個節(jié)點共有600GB快速訪問內(nèi)存，令量子生態(tài)系統(tǒng)能夠進一步擴大這些模擬的規(guī)模。
作為一座通往未來量子計算的“戰(zhàn)略性橋梁”，Grace Hopper驅(qū)動著全球首個將量子計算與最先進的經(jīng)典計算相結(jié)合的GPU加速量子計算系統(tǒng)DGX Quantum。NVIDIA還為開發(fā)者提供了一個連接GPU和QPU的開源編程模型NVIDIA CUDA Quantum，以實現(xiàn)量子與經(jīng)典計算的緊密集成。
三、共建量子計算實驗室，向混合量子-經(jīng)典計算邁出重要一步
當前全球大量的量子計算研究都在NVIDIA GPU上運行。歐洲最大的量子計算設(shè)施之—于利希超級計算中心（JSC）也在ISC上宣布，計劃與NVIDIA共同建立一座量子計算實驗室。該實驗室與慕尼黑的ParTec AG一起在NVIDIA量子計算平臺的基礎(chǔ)上開發(fā)一臺經(jīng)典-量子超級計算機。
這個新的實驗室將由歐洲最大的跨學科研究中心之一德國于利希研究中心（FZJ）運營，并作為于利希量子計算用戶基礎(chǔ)設(shè)施（JUNIQ）的一部分，運行高性能、低延遲的量子-經(jīng)典計算工作負載。JUNIQ目前正在使用搭載3744顆NVIDIA A100 Tensor Core GPU的JUWELS加速系統(tǒng)進行量子計算模擬。
JSC計劃采用分階段的方式測試該系統(tǒng)，使用NVIDIA CUDA量子編程模型對量子處理器進行編程，并將其集成到于利希超大規(guī)模模塊化超級計算架構(gòu)中。
量子計算和GPU超級計算的統(tǒng)一化是未來在科學領(lǐng)域取得突破的關(guān)鍵之一。NVIDIA高性能計算兼量子計算總監(jiān)Timothy Costa說：“NVIDIA與于利希超級計算中心、ParTec等創(chuàng)新者的合作是量子-經(jīng)典計算領(lǐng)域的一座重要里程碑，不僅使無數(shù)新的研究人員能夠使用量子-經(jīng)典計算，而且距離第一臺量子加速超級計算機又近了一步。”
JSC量子信息處理部主管Kristel Michielsen認為，混合量子-經(jīng)典系統(tǒng)正在使量子計算更接近現(xiàn)實，以解決單靠經(jīng)典計算無法解決的復雜問題。他談道，通過與NVIDIA合作建立這座模塊化量子計算實驗室，JSC的研究人員可以在化學和材料科學領(lǐng)域取得前所未有的進步，推動各個科學學科和行業(yè)實現(xiàn)更加廣泛的變革性進展。
ParTec AG首席執(zhí)行官Bernhard Frohwitter相信：“量子計算機將成為未來任何異構(gòu)超級計算機必不可少的組成部分。”
此外，集成CUDA Quantum的最新QPU制造商ORCA Computing正在將其光子量子計算機與用于機器學習的GPU相結(jié)合。兩個熱門量子機器學習框架TensorFlow Quantum和TorchQuantum也已集成cuQuantum。如今，全球大多數(shù)量子計算軟件均支持NVIDIA量子平臺的GPU加速功能。
結(jié)語：掀起新型節(jié)能超算浪潮，加快科學與工業(yè)研究突破
從氣候變化到醫(yī)學，再到量子計算，都是長期探索的重要科研領(lǐng)域。而超級計算已經(jīng)使得加速破解科研難題、突破發(fā)現(xiàn)界限成為可能。從今年ISC期間的多項發(fā)布來看，NVIDIA的產(chǎn)品在超級計算領(lǐng)域的存在感正變得越來越強。
通過與Arm Neoverse生態(tài)系統(tǒng)合作，NVIDIA基于Arm的Grace超級計算芯片正為打造更節(jié)能的超級計算中心鋪平道路，再加上其王牌硬件產(chǎn)品GPU以及CUDA Quantum等軟件“組合拳”，NVIDIA加速的系統(tǒng)將推動更廣范圍的科學與工業(yè)研究取得突破性進展。
責任編輯：Rex_23
營業(yè)執(zhí)照公示信息