NVIDIA Tesla P100加速高性能計算30倍

2023-09-21 12:05:37 3

    2016年6月20日，在德國法蘭克福的2016年國際超級計算大會上，NVIDIA為滿足人們對現代數據中心前所未有的計算需求，推出了適用於PCIe伺服器的NVIDIA? Tesla? P100 GPU加速器，與CPU系統相比，該產品可實現性能與性價比的巨大飛躍。

    現在人們對超級計算的需求高於以往任何時候。美國國家科學基金會的數據顯示，大多數科學家無法在超級計算系統上獲得足夠的使用時間來完成其研究項目。此外，計算量繁重的深度學習應用程式越來越需要使用高性能計算(HPC)技術，研究人員正在運用人工智慧技術來推動傳統科學領域的進步。 

    PCIe 型 Tesla P100 GPU加速器具備NVIDIA Pascal? GPU架構非常好的性能與節能性，能夠滿足這些計算需求。它讓人們能夠創建「超級節點」，其吞吐量與32個以上的市售CPU節點相當，可令投資與運營成本節省70%。

    NVIDIA加速型計算副總裁Ian Buck表示：「想要在高性能計算與人工智慧超級計算方面滿足研究人員不斷增長的需求，加速型計算是必由之路。如果通過部署純 CPU 系統來滿足這一需求，則需要購置大量的市售計算節點，這會導致成本大幅提升的同時，性能卻沒有相應地大幅提升。如果使用性能更高的Tesla P100 節點，那麼需要的節點數量更少，而且可以大幅擴展性能，如此一來，客戶便能夠把錢更多地花費在計算上，而非花在基礎設施上。」

    PCIe 型 Tesla P100 採用標準的 PCIe 卡型設計，兼容當今的 GPU 加速型伺服器。該產品經過專門優化，能夠運行那些計算量最為繁重的人工智慧與高性能計算數據中心應用程式。當運行 AMBER 分子動力學程序時，單臺 Tesla P100 伺服器的性能勝過 50 個純 CPU 伺服器節點，當運行 VASP 材料科學應用程式時，其性能勝過 32 個純 CPU 節點。

    今年晚些時候，升級版的 Piz Daint 系統將採用 PCIe 型 Tesla P100 加速器。該系統位於瑞士盧加諾瑞士國家超級計算中心，是歐洲最快的超級計算機。

    蘇黎世聯邦理工學院計算物理學教授兼瑞士國家超級計算中心主任 Thomas Schulthess 表示：「Tesla P100 加速器可帶來全新級別的性能與效率，能夠解決當今最重要的一些計算難題。在 Piz Daint 上，4,500 個 GPU 加速型節點將升級至 Tesla P100 GPU，此舉將使該系統的性能翻一番以上，進而讓研究人員能夠在各種領域中實現突破，其中包括宇宙學、材料科學、地震學以及氣候學等等。」 

    PCIe 型 Tesla P100 是 NVIDIA Tesla 加速型計算平臺系列中的最新產品。主要特性包括：

    在處理混合型高性能計算任務方面可帶來非常好的應用程式性能 — 雙精度和單精度峰值性能分別為 4.7 Teraflops 和 9.3 Teraflops，基於 Pascal 架構的單個 Tesla P100 節點在性能方面相當於 32 臺以上的市售純 CPU 伺服器。 

    CoWoS 搭配 HBM2，可實現前所未有的效率 — Tesla P100 將處理器與數據統一到單一封裝內，可帶來前所未有的計算效率。基板上晶圓上晶片封裝 (CoWoS) 搭配 HBM2 是一種創新的內存設計方式，與 NVIDIA Maxwell? 架構相比可令內存帶寬性能提升 3 倍，達到 720GB/秒。

    頁面遷移引擎可簡化並行編程 — 讓開發人員能夠把更多的精力放在優化性能上，而非管理數據傳輸上。支持虛擬內存分頁，讓應用程式的大小能夠超出 GPU 的物理內存容量。統一內存技術通過讓開發人員能夠將整個節點看作單一內存空間，從而可大幅提升生產率。

    非常好的應用程式支持 — Tesla 平臺是全球領先的高性能計算平臺，該平臺上有 410 款 GPU 加速型應用程式，其中包括 10 款優異高性能計算應用程式中的 9 款。 

    PCIe 型 Tesla P100 的規格參數

    支持 NVIDIA GPU BOOST? 技術，雙精度性能高達 4.7 Teraflops、單精度性能高達 9.3 Teraflops、半精度性能高達 18.7 Teraflops

    支持第三代 PCIe 互聯 (雙向帶寬高達32GB/秒) 

    頁面遷移引擎與統一內存能夠增強可編程性

    ECC 保護可帶來更高的可靠性

    針對伺服器而優化，可帶來最高的數據中心吞吐量和可靠性

    有兩種配置可供選擇： 

    16GB CoWoS HBM2 堆棧式內存，內存帶寬高達 720GB/秒 

    12GB CoWoS HBM2 堆棧式內存，內存帶寬高達 540GB/秒 

    上市情況

    適用於 PCIe 系統的 NVIDIA Tesla P100 GPU 加速器預計將於 2016 年第四季度開始上市，大家可以從包括克雷、戴爾、惠普企業、IBM 以及 SGI 在內的 NVIDIA 零售商合作夥伴與伺服器製造商處進行購買。■