“高性能計算領跑者”的選擇同超越共成就

全球首臺基于AMD EPYC 處理器和AMDInstinct 加速器的Exascale 超級計算機，AMD（超威）助力Frontier 成就最強算力，AMD 正在為全球速度領先和超高能效的超級計算機提供動力，也進一步展示了其技術在高性能計算（HPC）領域的持續(xù)性領跑地位。

2022 年5 月30 日， 世界超算兩大學術會議之一的ISC 在德國漢堡舉行，本次會議公布了第59 屆的全球超級計算機Top500 榜單。登頂本次榜單的是由美國橡樹嶺國家實驗室研制，基于AMD EPYC CPU 和AMD Instinct 加速器的Frontier 超級計算機，該超級計算機在Top500、Green500 和HPL-AI 性能排行榜上均獲得第一名，這在業(yè)界尚屬首次。事實上，AMD 正在為全球TOP10 超級計算機中的五臺，和TOP10 高效超級計算機中的八臺提供動力。

據(jù)介紹，F(xiàn)rontier 在美國橡樹嶺國家實驗室的計算設施（OLCF） 占地372 平方米， 由74 個Cray E X 機柜組成，擁有9，408 個節(jié)點，每個節(jié)點配備一個AMD Milan“ Trento” 7A53 EPYCCPU 和四個AMD Instinct MI250X GPU（GPU核心總數(shù)達到了37，632）。每個節(jié)點通過HewlettPackard Enterprise（HPE） 的200 Gbit/ 秒的Slingshot-11 互相連接。每個節(jié)點在CPU 上運行512GiB DDR4 內(nèi)存，在整個節(jié)點上運行了512GiB HMB2e（ 每個GPU128GiB） 以及一致的內(nèi)存。整個Frontier 系統(tǒng)聚合了8，730，112 個計算核心，9.2PB 的內(nèi)存（包括4.6PB 的DDR4 和4.6PB 的HBM2e），37PB 的節(jié)點本地存儲，并可訪問716PB 的中心范圍存儲。

在Linpack 基準測試中，這臺超級計算機的穩(wěn)定運行速度可高達1. 1EPl op/ s（百億億每秒），理論速度高達1.68EPlop/s。根據(jù)榜單的成績來看，F(xiàn)rontier 無疑是是鶴立雞群的存在，以穩(wěn)定速度計，比排名第二的日本超級計算機Fugaku 整整快了2.49 倍，理論速度更是快了3.14 倍。事實上Frontier 的穩(wěn)定速度，甚至超過了最新Top500榜單中后面七個系統(tǒng)的分數(shù)總和。

Frontier 不僅在性能有成倍提升， 還擁有非常出色的功耗表現(xiàn)。相比之下，F(xiàn)rontier 功耗僅為21，100KW， 比排名第二的Fugaku 的29，899KW 功耗還要更低，僅相當于Fugaku 的71%。同時，F(xiàn)rontier 還以每瓦52.23gigaflops的極高能效比， 超過了日本的PreferredNetworks MN-3 系統(tǒng)，在Green500 中也位居榜首。

此外，F(xiàn)rontier 測試和開發(fā)的系統(tǒng)（TDS）在Green500 榜單上也名列前茅， 僅通過一個基于優(yōu)化后第三代AMD EPYC（ 霄龍） 處理器和AMD Instinct MI250x 加速器的機柜就可提供62.68 gigaflops/watt 的能效。最終， 根據(jù)High-Performance Lin pack-AcceleratorIntrospection 或HPL-AI 測試顯示，F(xiàn)rontier的混合精度計算性能達到了6.68 exaflops。

Frontier 下一步將繼續(xù)進行該系統(tǒng)的測試和驗證，將于2022 年晚些時候進行最終驗收以及早期科學訪問，并在2023 年初向全面科學開放。

在其他AMD EPYC 和AMD InstinctMI200 系統(tǒng)中，CSC 的Lumi 超級計算機以152petaflops 的性能在Top500 榜單中排名第三，并以51.63 gigaflops/watt 的能效在Green500 榜單中同樣排名第三，GENCI-CINES 的Adastra 系統(tǒng)則在Top500 榜單中排名第十，在Green500 榜單中排名第四。這些系統(tǒng)進一步強調了AMD Instinct 加速器在節(jié)點、機柜和系統(tǒng)層面的超高性能和效率。

此外，Top500 和Green500 榜單還展示了整個HPC 行業(yè)對AMD 解決方案采用的迅速增長。

在Top500 榜單中，AMD 共為94 個系統(tǒng)提供動力，年同比增長95%，同樣AMD Instinct MI200加速器也首次進入Top500 榜單，并為7 個系統(tǒng)提供動力。這一代基于AMD Instinct 的系統(tǒng)在Top500 榜單上所提供的性能幾乎相當于Top500上其余161 個加速系統(tǒng)的flops 之和。

反觀Green500 榜單，AMD EPYC 處理器和AMD Instinct 加速器正在驅動著排名前四的高效超級計算機。除此之外，AMD 產(chǎn)品在前十名中獨占8 席，在前二十名高效超級計算機中也占了17 席。

AMD 高級副總裁兼數(shù)據(jù)中心解決方案事業(yè)部總經(jīng)理Forrest Norrod 表示：“我們很高興看到AMD EPYC 處理器和AMD Instinct 加速器正在驅動著世界上速度領先、超高能效的超級計算機，和首臺突破Exascale 瓶頸的超級計算機。創(chuàng)新并為超級計算機提供更強性能和效率，這對解決世界上極為復雜的挑戰(zhàn)至關重要。AMD EPYC 處理器和AMD Instinct 加速器將繼續(xù)加速高性能計算的發(fā)展，并為推動科學發(fā)現(xiàn)提供所需的性能?！?/p>

橡樹嶺領導計算設施科學中心主任 BronsonMesser 認為：“ 基于AMD 和HPE 的Frontier超級計算機代表著科學和HPC 行業(yè)的巨大進步。

我們與AMD 的合作對于我們確保部署世界上領先的計算科學平臺至關重要。Frontier 超級計算機通過更強大的AMD CPU 和AMD Instinct 加速器，以及增強型AMD ROCm 5.0 開放軟件平臺的綜合性能，為全人類利益提供研究人員所需的科學研究性能。”

Lumi 超級計算機基礎設施主管PekkaManninen 說：“Lumi 是EuroHPC 世界級超級計算機中的一員，也是適用于人工智能的領先平臺之一，該超級計算機在建造之初便考慮到領先的環(huán)境可持續(xù)性和性能。AMD EPYC 處理器和AMD Instinct 加速器幫助我們實現(xiàn)了雄心勃勃的科學研究目標，同時還滿足甚至超越了歐盟極嚴苛的氣候目標。我們對其達到51.63 gigaflops/watt 的能效，并榮膺Green500 榜單中的第三名感到十分自豪?！?/p>

事實上，對AMD 來說本次排名更有意義，因為Frontier 超算使用的是AMD 的第三代EPYC64 核處理器及Instinct MI250X 加速卡，最強超算同時用了AMD 的CPU 及顯卡，某種意義上來說，AMD 在高性能計算上終于重回巔峰。在超算領域，AMD 上一次拿到TOP 500 第一還是2012 年的泰坦超算，當時的處理器是AMD 皓龍6274 16核，加速卡是NVIDIA 的Tesla K20X，峰值浮點性能最終達到了27 PFlops，即2.7 億億次。泰坦超算在2019 年就退役了，經(jīng)過近兩年的研發(fā)，依靠AMD EPYC 處理器性能優(yōu)勢，AMD 終于在超級計算機領域開始收復失地，隨著Frontier 超算終于拿回了久違的桂冠。

回看這次超算大會，AMD 無疑是這次的TOP500 超算榜單中的最大贏家，可謂大獲全勝，不僅僅Frontier 超算拿到第一，實際上在前十名中有5 個超算都基于AMD 處理器的，其中包括第三名的Lumi、第七名的Perlmutter、第八名的Selene 及第十名的Adasdtra。

AMD 正在通過幫助來自制造業(yè)、生命科學、金融服務、氣候研究等眾多關鍵研究領域的合作伙伴和客戶部署各種規(guī)模的集群領導著HPC 的發(fā)展。例如，AMD EPYC 處理器正在為泰國國家科學技術發(fā)展局的最新超級計算機提供動力，并為醫(yī)學、天氣預報等方面的研究提供性能。此外，俄亥俄州超級計算機中心近日宣布的全新HPC 集群Ascend，也是由基于AMD EPYC 處理器的DellTechnologies PowerEdge 服務器驅動。

AMD Instinct 和ROCm 生態(tài)系統(tǒng)可為客戶提供針對HPC、AI 和機器學習以及HIP 和OpenMP 編程模型、編譯器工具鏈和科學與工業(yè)應用分析工具等關鍵應用程序的支持。此外，AMD Accelerator Cloud 還可提供一個可遠程訪問、評估和充分利用AMD Instinct 加速器和ROCm 軟件的環(huán)境。

云端HPC 通過擴大其對計算的訪問，釋放了關鍵的研究應用程序和商業(yè)工作負載，進而實現(xiàn)更好的產(chǎn)品設計并加速上市時間。使用機密計算的最新Google Cloud C2D 虛擬機（VMs）擴展了AMD EPYC 處理器的勢頭，為領先的云服務提供商提供高性能且高效的HPC 解決方案。電動超級跑車廠商Rimac 最近采用了基于使用AMD3D-Cache 技術的第三代AMD EPYC 處理器的Microsoft（微軟）Azure HBv3 虛擬機，以提高其電動車超級跑車模擬的性能和可擴展性。

AMD 正在通過幫助來自制造業(yè)、生命科學、金融服務、氣候研究等眾多關鍵研究領域的合作伙伴和客戶部署各種規(guī)模的集群，領導HPC 的發(fā)展。

我們矢志于讓HPC 的算力以更高效便捷的方式對外提供，將HPC 價值徹底釋放;

● 采用基于使用AMD 3D V-Cache 技術的第三代AMD EPYC 處理器的 Microsoft AzureHBv3 虛擬機，為 Rimac 提高其電動車超級跑車模擬的性能和可擴展性;

● 云端HPC 通過擴大其對計算的訪問，釋放了關鍵的研究應用程序和商業(yè)工作負載，進而實現(xiàn)更好的產(chǎn)品設計并加速上市時間。

AMD EPYC 處理器：獨特“ZEN3” 架構、領先的7nm 制程工藝、強大1/0（128 條PCle 4.0通道）和內(nèi)存帶寬等優(yōu)勢，讓AMD EPYC 助力Frontier 突破Exascale 瓶頸;

Infinity 架構：AMD Infinity 架構助力x86 性能、效率、安全功能和整體系統(tǒng)吞吐能力大幅提高，AMD InfinityFabric 技術實現(xiàn)芯片間高帶寬、低延遲的互連和一致性的結構;

AMD Instinct 加速器E ：AMD Instinct 加速器提供靈活的高性能計算引擎、高帶寬內(nèi)存以及可擴展的連結和通信技術，為百億億級超級計算機的計算挑戰(zhàn)提供有力支持。