最快電腦頭銜易主 美新超級電腦速率快兩倍

「全球最快電腦」頭銜重返美國懷抱，因為他們近期研發出新的超級電腦「高峰」，以高達兩倍的運算速率撂倒先前冠軍、中國旗下的超級電腦「神威．太湖之光」。

彭博報導，國際商業機器公司（IBM）在輝達公司（Nvidia）協助下，為美國能源部的橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）研發了超級電腦「高峰」（Summit）。

橡樹嶺國家實驗室今天在聲明中說，「高峰」系統造價2億美元（約新台幣59億7020萬元），占地大小達兩座網球場，能夠執行極度複雜的運算工程，可能為天體物理學到癌症研究等領域帶來重大突破。

「高峰」也重新為美國贏回全球最快電腦頭銜。中國投入數十億美元研發人工智慧和量子運算，讓美國國會議員憂心忡忡，也越來越重視中美間的科技競賽。

總統川普對中國採取強硬政策，基於國家安全，禁止中方併購晶片製造商高通公司（Qualcomm Inc.），並指控中國竊取美國的商業機密。

新的這部「高峰」電腦每秒可進行20萬兆個運算作業，在電腦科學術語上，即每秒200千兆次的浮點運算（200 petaflops），比起原本紀錄保持者、中國國家超級計算廣州中心「神威．太湖之光」每秒93千兆次（93 petaflops），速率足足高達兩倍，排名第3的電腦也在中國，運算速率每秒33.8千兆次（33.8 petaflops）。

橡樹嶺國家實驗室主任札卡利亞（ThomasZacharia）說，IBM和輝達公司設法提升機器運轉速率，同時只須用上比起先前系統多30%的電力。儘管如此，如果要服務一座小鎮，「高峰」還是得耗去一樣多的電力。

「高峰」將使用機器學習（Machine learning）等人工智慧技術，讓軟體能從大數據庫中抓出洞察分析，試圖解決妨礙過去系統的問題。

輝達副總裁兼加速運算部門總經理巴克（Ian Buck）指出，「高峰」也將模擬一款超導新材，使電腦能於更低溫下運作，且更有效率。

美國能源部新一代超級電腦將以200PFLOPS擠掉中國神威，重拾No.1 超級電腦皇冠

美國能源部旗下的橡樹嶺實驗室，近日與IBM聯手打造新超級電腦Summit。而美國能源部表示，該臺電腦運算效能可達200PFLOPS，比起目前中國排名第一的超級電腦神威·太湖之光的93PFLOPS，還快上一倍有餘。雖然評比超級電腦效能的TOP500專案，尚未更新評比排名，不過Summit現在無疑已經擠下神威，讓美國超級電腦重返第一名寶座。提供200PFLOPS運算力的Summit，總共用掉超過9,000個IBM Power9處理器，以及2,7648個Nvida Volta GPU。

這項專案起源，可以追溯至2014年，當時美國能源部就與IBM協議，要打造一臺運算力達200PFLOPS的超級電腦，上一代美國能源部的超級電腦Titan，提供17.50PFLOPS的運算力，總共需要18,688個運算節點，而這一次美國能源部不僅縮減Summit的節點數，還提高了運算力，只需要約4,600個節點，就能提供200PFLOPS的效能。規模縮小至四分之一，但運算量卻提升超過10倍。

Summit作為目前運算效能最強的電腦，美國能源部也不手軟，砸下重金搭配許多豪華硬體。每個節點搭配2顆22核心的IBM Power9處理器、6顆Nvidia Volta GPU，以及超過2TB的記憶體（搭配DRAM、HBM及NVM），單一節點的運算量就大於40TFLOPS，整體儲存架構，也達到250PB。前一代Titan尖峰耗電量為8.2MW，提供超過10倍運算力的Summit，能耗增加至15MW。

至於作業系統環境，上一代超級電腦美國能源部選擇用超級電腦製造商Cray旗下Linux作業系統，作為Titan的應用程式執行環境。而這一次，Summit上面應用程式，則是運作在紅帽提供的Red Hat Enterprise Linux。

NVIDIA宣布推出超級電腦Summit，首部超越exaop門檻的AI系統

NVIDIA (輝達) 宣布推出全球最強超級電腦 Summit，這部龐大機器搭載27,648顆 Volta GPU ，運算效能超過3 exaop，一個 exaop 代表每秒執行10億乘以10億次的運算，這樣的速度足足比五年前美國最快超級電腦 Titan 快了100倍。這部新登基的運算霸主95%的運算效能來自 GPU。

這部為美國能源部打造的新系統是設計用來解決當前最艱鉅的挑戰，將加速全球頂尖科學家的研究工作，包括高能物理、材料開發、醫療等領域，以200 petaflops 的運算效能執行各種高精度科學模擬。

NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳在 Summit 的發表會上表示：「Summit 的確擁有超快的運算速度，但它的意義不僅僅是卓越而已， Summit 是偉大的科學設備，將吸引全球最頂尖的科學家。」它可說是一部科學的時光機器。

橡樹嶺國家實驗室團隊在近10年前就意識到新型態運算的需求。以往把一個電晶體疊到另一個電晶體之上的舊思維，已經無法提供他們要求的效率，於是他們在2012年率先大膽組建 Titan ，這部當時全球最快超級電腦在每個節點都配置一顆 GPU ，如今有超過550種HPC應用都運用 GPU 加快運算，當中最廣泛使用的前15種應用全都採用 GPU 加速技術。他們的創新成果重新塑造了超級運算的形態。

撰寫運算史的下一章

Summit 是運算史上的全新篇章，不僅僅是橡樹嶺國家實驗室，而是所有運算都要靠 Summit 開路。我們的研究團隊和美國能源部合作超過11年，聯袂研究各種先進技術，包括 Volta GPU 及 NVLink 高速互聯技術，這些都是 Summit 最核心的科技。如今的 Summit 不光為每個節點配置一顆 GPU，而是加碼到6顆 Tensor Core GPU 張量運算核心，達到的模擬效能足足是 Titan 的10倍。

如同當年 Titan 啟發世界加快模擬運算， Summit 也將啟發全球科學家運用 AI 配合電腦模擬進行科學探索。此外， Summit 背後的技術也已拓展到眾多科學家的工作領域，從 PC 、伺服器、工作站，一路到雲端運算系統。

黃仁勳表示：「 Summit 是全新品種的運算設備，是全球最大的 AI 超級電腦，有學習能力的機器，Summit 的軟體有能力寫出人類寫不出來的超傑出軟體。」

帶動AI與高效能運算的發展

雖說 Summit 的基因和專為 AI 打造的新世代系統有共同之處，但兩者的運算速度完全不在同一層次。研究人員能運用名為半精度或 FP16的簡化運算模式，讓 Summit 的效能提高約15倍，攀升到 exascale 的水準，意即每秒運算超過一百萬兆次。如果每次運算代表一粒細沙，以這樣的速度，一秒鐘就能填滿350座休士頓巨蛋體育館。

Summit 能為科學做出貢獻

靠 Summit 加速的研究計畫包括癌症研究：美國能源部與美國國家癌症研究所正合作執行一項名為「癌症分散式學習環境」 的專案，目標是開發出各種工具，對現有醫療資料自動進行擷取、分析及整理，並藉此揭露各種疾病因素之間的隱藏關係，如基因、生物標誌以及環境等因素；聚變能源：聚變能源以太陽能為來源，長久以來一直被視為是不會枯竭的潔淨能源。Summit 將能模擬一部聚變能源反應爐的模型，並利用磁力圍控的電漿，藉此加速商業運轉發展；疾病與成癮：研究人員將運用 AI 找出各種人體蛋白質與細胞系統其功能與演化的模式，這些模式將協助我們更瞭解阿滋海默症、心臟病或成癮症狀，以及作為新藥開發之參考。

睽違5年，美國重返全球超級電腦龍頭寶座，「台灣杉」拿下第148

每半年一次的全球五百大（TOP500）超級電腦排行榜在上周出爐了，美國能源部的橡樹嶺國家實驗室與IBM聯手打造的超級電腦Summit以122.3 petaflops的運算效能擠下了原本排名第一、來自中國的神威・太湖之光（Sunway TaihuLight，93 petaflops），這是美國自2012年11月之後，睽違5年再度奪回全球超級電腦的龍頭寶座。

美國能源部於6月上旬即迫不及待地宣布此一消息，因為這5年來，佔據全球超級電腦冠軍位置的全都是由中國打造的超級電腦，其中，運算效能為33.9 petaflops天河二號（Tianhe-2）總計得了6次冠軍，後來居上的神威・太湖之光也拿到4次冠軍。此外，在去年11月的全球五百大超級電腦排行榜上，中國超級電腦的進榜數量亦首度超越美國。

今年美國顯然是來雪恥的，在去年11月的前五名排行榜上，美國只拿下了第五名，但今年美國除了以Summit奪冠之外，還以Sierra（71.6 petaflops）取得了第三名。第二名為中國神威・太湖之光，第四名亦是來自中國、自天河二號升級的Tianhe-2A（61.4 petaflops），第五名則為日本的AI Bridging Cloud Infrastructure（19.9 petaflops）。

重新贏回超級電腦冠軍寶座的美國在前五百大超級電腦的進榜數量卻持續落後中國，而且幅度還變大了。中國的進榜數量從去年11月的202台增加到今年6月的206台，領先全球，美國則是從去年11月的145台減少到今年6月的124台。

此外，本屆排行榜上最大的超級電腦製造商亦首度由美國業者移交到中國業者手上，中國聯想打造了五百大超級電腦中的122台，HPE佔了79台，替美國打造出Summit與Sierra的IBM則只有19台進榜。

稍微替美國爭回一點面子的還有進榜超級電腦的效能總和，前五百大超級電腦的效能總和為1.22 exaflops，高於去年11月的845 petaflops，只進榜124台的美國佔了總效能的38.2%，位居第一，但進榜206台的中國則僅佔了29.1%。

值得一提的是，本屆台灣也有一台超級電腦進榜，這是由國網中心斥資4.3億元新台幣委由富士通打造的「台灣杉」（Taiwania），以1.33 petaflops的運算效能排名148。

Summit Supercomputer