由 GPU 支援的半模擬系統榮獲令人夢寐以求的研究獎項

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蘇黎世聯邦理工學院以運算系統冷卻技術研究成果,榮獲 2019 年戈登貝爾獎。

研究人員利用全球運算實力最強大之超級電腦中的 GPU,寫下模擬電流流經晶片的最新紀錄,並且以此在SC19 超級運算大會中榮獲2019年戈登貝爾獎。

這項研究成果或許有助於解決材料科學中的各種挑戰,像是如何降低高效能電腦中處理器的運行溫度。

蘇黎世聯邦理工學院的研究團隊在本次的實驗中,模擬電流流經有著一萬個原子之電晶體片的情況,其精準度要與過去實驗中將電流流經一千個原子之電晶體片的情況相當,且速度又快上十四倍。研究團隊為這項工作的核心設計出一款量子傳輸解決方案,既消除了擴展方面的瓶頸,產生結果的速度也較以往快上兩個量級。

就算如此,這項研究仍要在全球頂尖超級電腦 Summit 上達到 90.89 petaflops 的混合精度運算表現,Summit 超級電腦上的每個節點搭載兩個 IBM Power 9 CPU 及六個 NVIDIA V100 Tensor Core GPU。這項工作在 Summit 超級電腦的4,560個節點上運行,產生出近半數的系統峰值運算能力。

這項模擬作業有效繪製出單一電晶體中發熱及散熱的位置和方式,並且使用一種以資料為中心的作法來開發應用程式,其中包括運用視覺化技術,讓使用者可以透過圖形介面看到資料移動的瓶頸所在。研究人員希望此舉能夠帶領工程師們找出新的方式,以設計出溫度更低的晶片及系統。

當前最先進的處理器中,僅數平方毫米大小的晶片內就有幾十億個電晶體,產生出數百瓦的功率和熱量,像是全速運行的 Summit 超級電腦就要用掉13兆瓦的電力。

這支六人研究團隊榮獲電腦協會頒發的第32屆戈登貝爾獎,以表揚他們在高效能運算領域的傑出表現。這六人分別是 Guillermo Indalecio Fernandez、Torsten Hoefler、Mathieu Luisier、Tal Ben-Nun、Timo Schneider 與 Alexandros Nikolaos Ziogas。

SC19 大會獲得戈登貝爾獎亞軍的密西根大學,同樣使用 Summit 超級電腦來進行運算作業。密西根大學的研究工作需要在 Summit 超級電腦系統上達到 46 petaflops 的運算表現,並且將運算密度泛函理論的速度提升了二百倍。