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?qǐng)?bào)道，在國(guó)際超算大會(huì)（ISC）上，NVIDIA（英偉達(dá)）公布了一個(gè)搭載384顆NVIDIA Grace CPU超級(jí)芯片的超級(jí)計(jì)算機(jī)Isambard 3。這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)躋身世界三大最環(huán)保的非加速超級(jí)計(jì)算機(jī)之列，F(xiàn)P64峰值性能將達(dá)到約2.7 petaflops，功耗低于270千瓦。
面向量子計(jì)算，NVIDIA今日宣布兩項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)展，包括與羅爾斯·羅伊斯、量子軟件公司Classiq宣布量子計(jì)算在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，以及宣布計(jì)劃與德國(guó)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(jì)算實(shí)驗(yàn)室。
一、Isambard 3超算：能效提升6倍，將用于氣候科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究
Isambard 3超級(jí)計(jì)算機(jī)位于英國(guó)布里斯托和巴斯科學(xué)園。作為英國(guó)GW4科研聯(lián)盟的一部分，該項(xiàng)目由布里斯托大學(xué)、巴斯大學(xué)、卡迪夫大學(xué)和埃克塞特大學(xué)牽頭。Isambard 3在2024年春季投入使用后，布里斯托大學(xué)預(yù)計(jì)注冊(cè)用戶數(shù)量將大幅超過(guò)目前的800人。
這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)將配備384顆基于Arm架構(gòu)的NVIDIA Grace CPU超級(jí)芯片，用于推動(dòng)醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究，其性能和能效預(yù)計(jì)將達(dá)到Isambard 2的6倍，使其成為歐洲最節(jié)能的系統(tǒng)之一。
Isambard項(xiàng)目首席研究員、布里斯托大學(xué)高性能計(jì)算教授Simon McIntosh-Smith評(píng)價(jià)其“媲美全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)中排名前50的超級(jí)計(jì)算機(jī)，將為科學(xué)家提供革命性的全新超級(jí)計(jì)算平臺(tái)，以推進(jìn)科研工作取得突破”。
包括Isambard 3在內(nèi)，越來(lái)越多的超級(jí)計(jì)算機(jī)正在采用基于Arm架構(gòu)的NVIDIA芯片。比如瑞士國(guó)家超算中心和美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在建造配備GPU的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
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(xué)、醫(yī)學(xué)、天體物理學(xué)和生物技術(shù)方面取得突破。它將能夠創(chuàng)建風(fēng)電場(chǎng)和聚變反應(yīng)堆等超復(fù)雜結(jié)構(gòu)的詳細(xì)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(jìn)展。
由NVIDIA Grace驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)將延續(xù)Isambard 2的分子機(jī)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(jì)算密集型應(yīng)用受益于Grace超級(jí)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(jì)算平臺(tái)，模擬全球最大計(jì)算流體力學(xué)量子電路
在ISC期間，NVIDIA、全球航空業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者羅爾斯·羅伊斯和量子軟件公司Classiq宣布了一項(xiàng)量子計(jì)算突破，旨在不斷提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是地球上最復(fù)雜的設(shè)備之一，其設(shè)計(jì)成本非常高昂，而且計(jì)算難度極大。羅爾斯·羅伊斯致力于建造最先進(jìn)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以更加可持續(xù)的航空設(shè)備推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型。
當(dāng)今量子計(jì)算機(jī)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(lái)做準(zhǔn)備，計(jì)劃使用新的電路發(fā)揮量子在CFD中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使用經(jīng)典和量子計(jì)算方法來(lái)模擬噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的性能。羅爾斯·羅伊斯計(jì)算科學(xué)研究員Leigh Lapworth說(shuō)，將經(jīng)典和量子計(jì)算方法直接用于解決噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)難題，會(huì)幫助羅爾斯·羅伊斯加快進(jìn)程并進(jìn)行更復(fù)雜的計(jì)算。
“NVIDIA的量子計(jì)算平臺(tái)不僅為羅爾斯·羅伊斯提供了一條解決這些問(wèn)題的潛在路徑，還加快了該公司研究和在未來(lái)開(kāi)發(fā)更加高效的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的速度。”NVIDIA超大規(guī)模和高性能計(jì)算副總裁Ian Buck談道。
通過(guò)采用NVIDIA的量子計(jì)算平臺(tái)，兩家公司設(shè)計(jì)并模擬了世界上最大的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）量子計(jì)算電路。該電路測(cè)量深度為1000萬(wàn)層，有39個(gè)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(jì)了該電路，然后使用NVIDIA A100 Tensor Core GPU對(duì)其進(jìn)行模擬，并采用NVIDIA cuQuantum軟件開(kāi)發(fā)套件以保證量子計(jì)算流程的速度和規(guī)模。
NVIDIA提供了一個(gè)加快各學(xué)科量子研究和開(kāi)發(fā)突破的統(tǒng)一計(jì)算平臺(tái)。Grace Hopper超級(jí)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(jí)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(gè)節(jié)點(diǎn)共有600GB快速訪問(wèn)內(nèi)存，令量子生態(tài)系統(tǒng)能夠進(jìn)一步擴(kuò)大這些模擬的規(guī)模。
作為一座通往未來(lái)量子計(jì)算的“戰(zhàn)略性橋梁”，Grace Hopper驅(qū)動(dòng)著全球首個(gè)將量子計(jì)算與最先進(jìn)的經(jīng)典計(jì)算相結(jié)合的GPU加速量子計(jì)算系統(tǒng)DGX Quantum。NVIDIA還為開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)連接GPU和QPU的開(kāi)源編程模型NVIDIA CUDA Quantum，以實(shí)現(xiàn)量子與經(jīng)典計(jì)算的緊密集成。
三、共建量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，向混合量子-經(jīng)典計(jì)算邁出重要一步
當(dāng)前全球大量的量子計(jì)算研究都在NVIDIA GPU上運(yùn)行。歐洲最大的量子計(jì)算設(shè)施之—于利希超級(jí)計(jì)算中心（JSC）也在ISC上宣布，計(jì)劃與NVIDIA共同建立一座量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室與慕尼黑的ParTec AG一起在NVIDIA量子計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一臺(tái)經(jīng)典-量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。
這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室將由歐洲最大的跨學(xué)科研究中心之一德國(guó)于利希研究中心（FZJ）運(yùn)營(yíng)，并作為于利希量子計(jì)算用戶基礎(chǔ)設(shè)施（JUNIQ）的一部分，運(yùn)行高性能、低延遲的量子-經(jīng)典計(jì)算工作負(fù)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(jìn)行量子計(jì)算模擬。
JSC計(jì)劃采用分階段的方式測(cè)試該系統(tǒng)，使用NVIDIA CUDA量子編程模型對(duì)量子處理器進(jìn)行編程，并將其集成到于利希超大規(guī)模模塊化超級(jí)計(jì)算架構(gòu)中。
量子計(jì)算和GPU超級(jí)計(jì)算的統(tǒng)一化是未來(lái)在科學(xué)領(lǐng)域取得突破的關(guān)鍵之一。NVIDIA高性能計(jì)算兼量子計(jì)算總監(jiān)Timothy Costa說(shuō)：“NVIDIA與于利希超級(jí)計(jì)算中心、ParTec等創(chuàng)新者的合作是量子-經(jīng)典計(jì)算領(lǐng)域的一座重要里程碑，不僅使無(wú)數(shù)新的研究人員能夠使用量子-經(jīng)典計(jì)算，而且距離第一臺(tái)量子加速超級(jí)計(jì)算機(jī)又近了一步。”
JSC量子信息處理部主管Kristel Michielsen認(rèn)為，混合量子-經(jīng)典系統(tǒng)正在使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)，以解決單靠經(jīng)典計(jì)算無(wú)法解決的復(fù)雜問(wèn)題。他談道，通過(guò)與NVIDIA合作建立這座模塊化量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，JSC的研究人員可以在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域取得前所未有的進(jìn)步，推動(dòng)各個(gè)科學(xué)學(xué)科和行業(yè)實(shí)現(xiàn)更加廣泛的變革性進(jìn)展。
ParTec AG首席執(zhí)行官Bernhard Frohwitter相信：“量子計(jì)算機(jī)將成為未來(lái)任何異構(gòu)超級(jí)計(jì)算機(jī)必不可少的組成部分。”
此外，集成CUDA Quantum的最新QPU制造商O(píng)RCA Computing正在將其光子量子計(jì)算機(jī)與用于機(jī)器學(xué)習(xí)的GPU相結(jié)合。兩個(gè)熱門(mén)量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架TensorFlow Quantum和TorchQuantum也已集成cuQuantum。如今，全球大多數(shù)量子計(jì)算軟件均支持NVIDIA量子平臺(tái)的GPU加速功能。
結(jié)語(yǔ)：掀起新型節(jié)能超算浪潮，加快科學(xué)與工業(yè)研究突破
從氣候變化到醫(yī)學(xué)，再到量子計(jì)算，都是長(zhǎng)期探索的重要科研領(lǐng)域。而超級(jí)計(jì)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(xiàng)發(fā)布來(lái)看，NVIDIA的產(chǎn)品在超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的存在感正變得越來(lái)越強(qiáng)。
通過(guò)與Arm Neoverse生態(tài)系統(tǒng)合作，NVIDIA基于Arm的Grace超級(jí)計(jì)算芯片正為打造更節(jié)能的超級(jí)計(jì)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(dòng)更廣范圍的科學(xué)與工業(yè)研究取得突破性進(jìn)展。
責(zé)任編輯：Rex_23
營(yíng)業(yè)執(zhí)照公示信息