全球 TOP500 超級計算機榜單顯示，加速型系統(tǒng)正在塑造行業(yè)的未來。
在全球 500 臺最強超級計算機的榜單上，加速型系統(tǒng)的數(shù)量首次突破 100 大關(guān)，提供的性能為 143 Petaflops，占榜單性能總和的三分之一。在上榜的加速系統(tǒng)中，基于 NVIDIA® Tesla® GPU 的超級計算機占 70 臺，其中包括 24 臺新近上榜系統(tǒng)中的 23 臺。這表明在過去五年里，復合年增長率高達近 50%。
有三大原因可以解釋加速器為何越來越多地被高性能計算 (HPC) 行業(yè)所采用。
首先，摩爾定律繼續(xù)放緩，迫使行業(yè)尋找新方法來更高效地提供計算性能。其次，包括大多數(shù)常用應用在內(nèi)的數(shù)百款應用現(xiàn)已支持 GPU 加速。第三，現(xiàn)在即便是在加速器上投入一丁點也能夠大幅提升吞吐量，從而使超級計算數(shù)據(jù)中心和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的效率得到最大限度的提升。
NVIDIA 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛 (Jen-Hsun Huang) 表示:：“總有一天，所有的超級計算機都將得到加速。世界各地的一流超級計算設施均已轉(zhuǎn)投 GPU 加速計算陣營，這一點在今天的 TOP500 榜單上已得到體現(xiàn)。隨著研究探索的步伐加快、研究人員越來越依賴計算、機器學習以及可視化，我們預計這一趨勢一定會繼續(xù)增長。”
許多當今的全球頂級系統(tǒng)均采用 NVIDIA Tesla 加速器，其中包括 10 個國家和地區(qū)中最快的超級計算機。其中不乏：美國最快的系統(tǒng) Titan (位于橡樹嶺國家實驗室)、俄羅斯最快的系統(tǒng) Lomonosov 2 (位于莫斯科國立大學) 以及歐洲最快的系統(tǒng)，即瑞士的 Piz Daint (位于瑞士國家計算中心)。
摩爾定律放緩
隨著晶體管的大小接近原子級，人們越來越難以在提升微型芯片性能的同時使功率或成本不會相應地增加。雖然整個行業(yè)無法再享受到每 1 年半翻一番的性能，但是計算的需求卻在繼續(xù)激增。這種情形促使人們越來越多地運用加速器。加速器能夠與 CPU 協(xié)同工作以提升科學和技術(shù)應用的性能。
數(shù)以百計的高性能計算應用支持 GPU 加速器
自 2008 年以來，Tesla 平臺支持的科學、工程以及數(shù)據(jù)分析等應用的數(shù)量一直在穩(wěn)步增長，目前已有 370 款 GPU 加速的應用。
科技調(diào)研公司 Intersect360 Research 的一項最新研究顯示，在應用最廣泛的 50 款高性能計算應用中，近 70% 均支持 GPU 加速計算。在應用最廣泛的前 10 款應用中，90% 均支持 GPU 加速計算。其中包括 ANSYS Fluent 計算流體動力學應用、GROMACS 分子動力學應用以及今天單獨發(fā)布的 VASP。VASP 是一款原子模擬應用，世界各地的研究人員可以利用該應用來對單個原子的行為進行電子級建模。
Intersect360 Research 首席執(zhí)行官Addison Snell 是這一研究報告的作者之一，他表示：“在高性能計算領域中，加速計算現(xiàn)已達到引爆點，而 NVIDIA 的 Tesla GPU 在加速計算市場中處于領軍地位。加速器的運用正在實現(xiàn)穩(wěn)步增長，GPU 加速版本的頂級 HPC 程序代碼也是如此?！?/p>
利用 GPU 提升數(shù)據(jù)中心吞吐量
超級計算數(shù)據(jù)中心與超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設起來會耗資數(shù)億美元。過去，摩爾定律的穩(wěn)步發(fā)展讓這些數(shù)據(jù)中心能夠靠新款 CPU 來進行升級，以便滿足不斷增長的需求?，F(xiàn)在，這種方法現(xiàn)已難以為繼。隨著 GPU 加速計算的問世，NVIDIA Tesla 加速器可以為這些大型數(shù)據(jù)中心的投資延長壽命，能夠提升吞吐量以滿足這些需求。