本月晚些时候,当一份名为 TOP500 的超级计算机排行榜公布时,预计榜首将由一台名为 Summit 的美国机器占据。
如果你想把 Summit 放在你的桌子上,你需要一个大约相当于两个网球场大小的工作站。这是因为这台机器占地 5,600 平方英尺。它的核心部件分布在 250 多个机柜中,每个机柜的大小都像一个冰箱。系统内部有 185 英里的光纤电缆,差不多可以从纽约市一直延伸到罗德岛的普罗维登斯。(官方的 TOP500 名单 将于 6 月 25 日公布,田纳西大学诺克斯维尔分校的教授、该名单的作者之一 Jack Dongarra 通过电子邮件表示,他预计这台机器将位列第一。)
Summit 已经在美国田纳西州的橡树岭国家实验室投入运行,它并不放在桌子上。它位于一个巨大的混凝土板上。以下是它的工作原理以及它的功能。
数万亿个晶体管
任何计算机的大脑都是处理器。你的笔记本电脑,举个例子,可能有一个带有两个处理器核心的芯片。Summit 拥有 9,216 个 CPU 芯片。它们是 IBM Power9,每个都有 22 个核心,总计 202,752 个。想更细致地了解吗?每个芯片包含 80 亿个微小的晶体管,总计达到 73,728,000,000,000 个。除了这些处理器,Summit 还有 27,648 个 GPU,即图形处理单元,它们与那些其他处理器紧密连接,非常适合运行人工智能计算。
IBM 研究院认知基础设施总监 Hillery Hunter 表示,这台机器的强大程度大约是一台典型高端笔记本电脑的百万倍。与普通计算机不同,这台超级计算机采用水冷——每分钟使用约 4,000 加仑的水来带走产生的热量。其处理能力额定为 200 Petaflops。
那么,所有这些强大的能力有什么意义呢?
橡树岭国家实验室(Summit 的所在地)的科学总监 Jack Wells 表示,这台超级计算机将对研究人员开放,不会用于机密政府工作。这意味着大学和实验室的员工、公司以及其他政府机构(如 NASA 和 NIH)都可以利用它来开展他们的研究。
一个潜在的应用场景是模拟自然界发生的复杂事件。Wells 列举了它可以模拟的事物:例如分子动力学,“地震在地幔中传播,”以及“超新星模拟产生的重元素丰度,”他说。
除了运行模拟,如此强大的机器也擅长处理已有的数据,例如分析动植物的基因组——遗传密码。
一台人工智能机器
除了模拟自然界的复杂性,或人造结构(如核反应堆)的复杂性,Summit 在执行机器学习和人工智能所需的计算方面也表现出色。
所有这些 GPU 都通过 Hunter 所说的“超级高速公路”与处理器紧密连接。GPU 对于高端游戏设备很重要——它们负责在显示器上渲染图形——但 GPU 也非常擅长执行 AI 所需的数学运算。
Hunter 说:“这台机器将在人工智能(计算)方面表现出色,因为它结合了强大的数字处理能力和数据传输能力。”换句话说:这些 GPU 是出色的数字处理器,而 CPU 和与 GPU 的快速连接则有助于快速传输数据。“Summit 上的另一种神奇之处,”她补充道,“是能够利用计算机的大部分资源——许多许多 GPU 和许多许多 CPU——来执行单个 AI 计算。”
那么,这些人工智能能力有什么意义呢?Hunter 说:“这台机器将拥有迷人的能力。”其中一项是研究癌症,以及分析过去的治疗方案。另一项是分析放射学信息。或者,它也可以尝试“理解导致某些类型成瘾的遗传因素,”她说。如果所有这些都无法实现,想想它能挖掘多少比特币。