107年8月16日星期四

國內首部對外公開服務之Peta級超級電腦「台灣杉」五月正式加入科研服務行列2018/05/08

為解決國內高速計算資源不足的問題,國家實驗研究院高速網路與計算中心(國網中心)建置新一代Peta級高速計算主機,並以台灣特有物種「台灣杉TAIWANIA」命名,期望此Peta級超級電腦就像台灣杉一樣,做為穩固台灣科技研究之重要基石。國研院今(5/8)日宣布台灣杉正式加入科研服務行列,提供國內重要及前瞻研究之需求,守護台灣科研多元生態成長茁壯,造福台灣民生社會經濟發展。

台灣杉係由630個純CPU註1計算節點,以及64個CPU附加GPU加速器註2計算節點所共同組成,擁有25,200個Intel CPU核心、256個NVIDIA P100 GPU及3.4 PBytes(1 PBytes為1,024 TBytes)巨量儲存。在CPU計算能量部分,計算實測最高可達1.33 PFLOPS(1 PFLOPS代表每秒執行一千兆(1015, 即1 Peta)次浮點運算註3),計算能量大約為國網中心原有御風者ALPS高速計算主機的7倍(御風者計算能量為0.177 PFLOPS)。若加上GPU計算能量,將超過1.7 PFLOPS,是國內首部計算能量達Peta等級之公用計算主機。

除速度更快以外,台灣杉並具有更節能、機櫃占地面積更小、更好用及更安全的特點。在節能表現上,其能源效率達4 GFLOPS/W,和御風者相較,每瓦的運算量提升近10倍。同時因採高密度設計,台灣杉僅使用了18個機櫃,占地約10坪面積,僅為御風者主機的三分之一。

此外,配合新系統建置,國網中心超級電腦的用戶服務平台( https://iservice.nchc.org.tw/nchc_service/index.php 註4)也全新改裝上線,新平台以雲端商務服務平台為出發點,整合電子錢包、多元會員註冊、快速服務開通、圖形使用者介面等功能;並且加入雙因子認證的安全措施提高防護,以達到高品質與高性能的服務層級,提供使用者更便利、友善且安全的高速計算服務。

國內頂尖科研平台有了台灣杉加入,將可大力支援國內各界挑戰更困難與複雜的多元研究課題,協助增進研究的精度與廣度。以空污PM2.5之分析為例,透過台灣杉的高速計算能力,可以納入更多污染因子進行計算,更準確、迅速地分析更大範圍的空污分布趨勢,協助政府進行空污模擬與預警。

此外,在國際爭相發展的精準醫療課題上,台灣杉可大幅縮短基因體解碼與疾病診斷的時間;在腦科學議題也可協助國內的頂尖研究團隊從只有13萬個神經元的果蠅腦,跨進有7,000萬個神經元的小鼠腦神經網路圖譜繪製工作,對帕金森氏症、阿茲海默症等進行更深入的研究。其他如氣候變遷的探討、量子化學及高能與天文物理的科學探索,或貢獻文創娛樂、發掘尖端材料、改善產品開發與製程的產業應用等,台灣杉都能開展更寬廣的應用空間,對科研及產業發展做出重大貢獻!

圖1: 台灣杉啟用合影(由左至右國網中心謝錫堃主任、國研院林盈達副院長、科技部許有進次長、中科管理局陳銘煌局長

圖2. 國網中心建置團隊與謝錫堃主任(中)在台灣杉前合影

備註:

註1:CPU(Central Processing Unit)是中央處理器,是計算機上提供計算效能最主要的部分。大型高速計算主機至少具備上千個節點,每個節點至少包含兩個CPU,節點間並透過內部高速連結網路串連來平行執行計算工作,以提高計算效能。

註2:GPU加速器(Graphics processing unit, GPU)即圖形處理器,可提升平行程式的計算效能。

註3:浮點(floating-point)指的是帶有小數的數值,浮點運算即是此類數值的四則運算,常用來測量電腦運算速度。「每秒浮點運算次數」(floating-point operations per second, FLOPS)是決定電腦計算能力的關鍵。

註4: 台灣杉計算資源服務網 https://iservice.nchc.org.tw/nchc_service/index.php ; SimPlatform for 台灣杉: https://simx.nchc.org.tw/v2

表一:TOP500高速計算主機計算能量排名

TOP500

計算能量排名

計算能量(PFLOPS)

主機名稱

1

93.014

神威.太湖之光 (中國)

2

33.862

天河二號 (中國)

3

19.59

Piz Daint (瑞士)

4

19.135

Gyoukou (日本)

5

17.59

Titan (美國)

6

17.173

Sequoia (美國)

7

14.137

Trinity (美國)

8

14.014

Cori (美國)

9

13.554

Oakforest-PACS (日本)

10

10.51

K computer (日本)

95

1.325

台灣杉TAIWANIA (台灣)

表二:TOP500前百大主機能源效率排序

TOP500

前百大主機能源效率排序

能源效率

(GFLOPS/W)

主機名稱

TOP500計算能量排名

Green500能源效率排名

1

14.173

Gyoukou (日本)

4

5

2

13.704

TSUBAME3.0 (日本)

13

6

3

10.398

Piz Daint (瑞士)

3

10

4

9.462

Facebook (美國)

35

13

5

9.462

DGX Saturn V (美國)

36

14

6

8.006

Cedar (加拿大)

94

17

7

6.051

神威.太湖之光 (中國)

1

20

8

5.414

Theta (美國)

18

21

9

4.986

Oakforest (日本)

9

22

10

4.357

AIGIS (中國)

96

25

11

4.087

Camphor 2 (日本)

41

28

12

3.991

台灣杉TAIWANIA (台灣)

95

31

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