再見了 Titan:美國前速度最快的超級電腦如何協助進行人工智慧、模擬、建模等方面的研究作業,為世人造就出豐富成就

作者 Geetika Gupta

Titan 超級電腦,我們要在此向你致敬。

在田納西州橡樹嶺國家實驗室提供七年的開創性服務後,這具美國前速度最快的超級電腦將於8月1日退役。

在2012年首次正式上線的 Titan 超級電腦,其所擁有超過1.8萬個 NVIDIA GPU 及 NVIDIA 的 CUDA 軟體平台,寫下最高 27 petaflops的運算效能紀錄。去年同在橡樹嶺國家實驗室的 Summit 超級電腦,以超越 Titan 超級電腦模擬效能十倍的表現,取代了它的地位。

橡樹嶺國家實驗室專案總監 Buddy Bland 表示,在發明 Summit 之前,Titan 超級電腦的速度及能源使用效率,使其成為一具「時間機器」。

下面簡單回顧一下它在人工智慧、模擬和建模方面加快推動創新工作的歷史。

模擬

清理廢棄物一點都不好玩,尤其是要清理曼哈頓計畫(Manhattan Project)留下的放射性碎片時,除了危險,也是幾乎不可能完成的事。為了安全儲存而分離這些放射性元素的困難,讓人摸不清會造成怎麼樣的結果 – 直到出現 Titan 超級電腦。

橡樹嶺國家實驗室的科學家使用超級電腦,以不會浪費時間和金錢在失敗的冒險活動上,模擬各種去除放射性物質汙染的方法對錒系元素(鈾和鈽等高度危險和放射性元素)的影響性。

美國能源部的生物能源科學中心(BioEnergy Science Center)也利用 Titan 超級電腦進行最複雜的乙醇生物分子模擬作業,以求更深入地瞭解木質素的選擇性結合過程,最終提高生物燃料的產量。

2013年四支入圍戈登貝爾獎決賽的隊伍,也利用 Titan 超級電腦進行模擬作業。從首次模擬1.8萬種蛋白質的特性到宇宙的進化,Titan 超級電腦接下了這份戰書。

建模

General Electric 的科學家使用 Titan 超級電腦的 NVIDIA 加速器,在各種材料上模擬水分子,試圖建造能夠抵禦結冰的風力渦輪機,如此一來便可立即捨棄掉會消耗掉渦輪機產生之部分電力的加熱器,而若能成功建造出這類風力渦輪機,全球各地也能使用風力產生更多電力。

人工智慧

MENNDL(全名為 Multi-node Evolutionary Neural Networks for Deep Learning,指用於深度學習的多節點進化神經網路)不是用於訓練神經網路,而是會建立神經網路。橡樹嶺國家實驗室的研究團隊在2017年,利用 Titan 超級電腦上的18,688具 NVIDIA GPU 所開發出的 MENNDL,將開發複雜資料集神經網路所需的時間,從數個月縮短至數週。

鴉片類藥物成癮建立超新星的模型,各界已經使用 Summit 超級電腦來加快研究速度。Summit 超級電腦站在巨人的肩膀上,或者更恰當地說,是站在 Titan 超級電腦的肩膀上。