2018/11/13

國內自研自製AI超級電腦《台灣杉二號》締造新紀錄

計算能量世界排名20名 能源效率世界排名10名

由科技部國研院國網中心結合廣達、台灣大、華碩等三大國內企業[1]共同組隊建造的「雲端服務及大數據運算設施暨整合式階層儲存系統」(簡稱AI雲端平台),其中命名為「台灣杉二號」(TAIWANIA 2)的AI超級電腦主機,以9 PFLOPS(每秒執行9千兆次浮點運算[2])的優異效能,在最新公布的全球500大高速計算主機(TOP500)中,排名第20名(詳表一),僅次於美國、中國、瑞士、日本、德國、韓國、義大利、法國;能源效率(Green500)排名第10名(詳表二),僅次於日本、美國、西班牙、中國,雙雙締造台灣超級電腦入榜有史以來最好的成績(詳圖一),也寫下我國科技國力發展的重要里程碑。

科技部去年喊出AI元年,並推動以「人工智慧」(AI)做為下世代發展主軸,帶領台灣進入數位4.0的智慧生活。科技部力推的「AI小國大戰略」五大策略中,建置AI雲端運算平台是其中重要的一環,目的是建構國家級AI研發與雲端服務環境,做為國內發展人工智慧的重要基盤,並由國研院國網中心與廣達、華碩、台灣大組成國家隊,擔任建置國家級AI主機的任務。經過七個月努力,目前已順利完成「台灣杉二號」超級電腦的硬體整機建置及性能測試,並及時將最佳化效能成績送交每年兩次的TOP500排名挑戰。


[1] 此國內首座AI主機係由國研院國網中心與廣達、台灣大哥大、華碩共同建造。國研院國網中心負責設計監造;廣達負責AI運算及資料儲存平台;華碩負責雲端服務平台、雲端伺服器及AI應用整合;台灣大哥大負責符合國際標準的高規格機房建置及電信級資安架構。
[2] 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。1 PFLOPS代表每秒執行一千兆(10的15次方, 即1 Peta)次浮點運算。

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台灣杉二號共含四排機櫃,採溫水水冷技術進行節能散熱。

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主機上方水管排線能很有效率的將高溫排散,是節能效能表現優異的大功臣。

  「台灣杉二號」超級電腦由252個節點組成,每個節點包含2顆CPU及8顆最先進GPU(詳圖二),其主機架構設計與國際趨勢同步。在科學家運用大數據進行深度學習時,可表現出更優質的性能;此外,在節能方面,「台灣杉二號」的能源效率達11.285 GF/W,計算量在9 PFLOPS時,用電798 KW,亦為台灣史上最節能的高速計算主機。

  科技部長陳良基表示,此次建置工程浩大,除主機系統本身外,還涉及軟體服務平台,也包含數據中心設備用電、系統散熱、網路連接等層面,過程中團隊展現高超技術能力,各司其職,才得以在七個月內完成這項壯舉。主機原預估效能為7 PFLOPS,經由團隊分秒不放棄的優化調校與測試,一舉提升至9 PFLOPS的超高效能,此項成績是團隊傑出的成果,他也特別感謝國網中心謝錫堃主任與同仁,以及建置團隊的共同努力。

  「台灣杉二號」預計明年上半年正式啟用,除提供快速運算能力、大量儲存空間及安全的網路外,透過AI雲端運算平台的建置,更將成為國內最大資料市集與模式市集,提供產學研界更即時、更便利的運算服務。未來主機的50%運算資源提供給政府所主導之智慧機器人、自駕車實驗場域、AI創新研究中心等前瞻計畫與學研界使用外,另一半之運算資源將提供創新產業使用,激盪人工智慧應用於金融科技、智慧製造、智慧醫療/健康及智慧城市等領域,加速國內人工智慧相關技術與服務的開發,俾以促進產業運用人工智慧智能之創新、加值及應用。

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表一:TOP500高速計算主機計算能量排名

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表二:Green500高速計算主機計算能量排名

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圖一:台灣主機歷來上榜TOP500記錄

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圖二:TAIWANIA 2詳細規格