全球最快AI超算Perlmutter问世，将绘制宇宙最大3D地图

Posted 2021-06-04 AI前线

整理 | 凌敏

人类对宇宙的探索从未停止，而随着超级计算机的快速发展，宇宙的神秘面纱也将被慢慢揭下。

全球最快 AI 超算 Perlmutter 问世

5 月 27 日，位于美国劳伦斯伯克利实验室的国家能源研究科学计算中心（NERSC）正式发布其下一代超级计算机 Perlmutter（又名 NERSC-9）。Perlmutter 由 HPE 制造，同时采用 AMD CPU 和英伟达 CPU，理论上可提供接近 3.8 exaflop/s 的 AI 性能，或约 60 petaflops 的峰值双精度（标准 FP64）HPC 性能。

资料显示，Perlmutter 共使用了 1500 个 AMD Milan CPU 和 6159 个英伟达 A100 GPU，将为 7000 多名研究人员提供近 4 百亿亿次的 AI 性能，提高美国能源部 (DOE) 科学办公室内广泛非机密科学研究的高性能计算 (HPC) 能力。此外，Perlmutter 系统还将在推进科学研究方面发挥关键作用，包括先进计算、人工智能和数据科学。同时，该系统还将大量用于气候和环境、清洁能源技术、半导体和微电子以及量子信息科学的研究。

据 NERSC 介绍，Perlmutter 是世界上用于科学模拟、数据分析和人工智能应用的最快超级计算机之一，其采用异构架构，是 NERSC 当前可用计算能力的四倍。作为 HPE Cray EX 超级计算机，Perlmutter 共分两个阶段交付：

• 第一阶段具有 1536 个 GPU 加速节点，每个节点包含四个连接英伟达 NVlink 的 A100 Tensor Core GPU 和一个第三代 AMD EPYC™ 处理器。同时，第一阶段还包括一个 35 PB 的全闪存 Lustre 文件系统，它将以超过 5 TB/ 秒的速度移动数据，是同类中最快的存储系统。

• 第二阶段将增加 12 个 CPU 机柜，3072 个节点，每个节点配备两个 AMD Milan CPU，同时具备 512GB 内存。据了解，第二阶段将于今年晚些时候正式推出。

据了解，Perlmutter 的后续项目已经在规划中，代号为 NERSC-10 和 NERSC-11。

NERSC 主任 Sudip Dosanjh 表示：“系统的设计和部署需要花费数年的时间。”“很明显，随着我们进入后摩尔定律时代，我们将拥有更多的异构系统。我们正在研究不同类型的加速器。我认为 NERSC-10 不太可能拥有量子加速器，但 NERSC-11 肯定会有。借助 NERSC-10，我们将真正专注于端到端的 DOE 科学工作流程，并希望通过实验、数据分析和模拟的集成实现新的科学发现模式。因此，我们不仅要确保科学家可以使用 AI 来分析数据，而且还希望使用 AI 来管理系统以提高系统的可靠性和系统的能源效率。此外，我们的目标是使用 AI 重新配置 NERSC-10 以加速工作流程。”

Perlmutter 将拼接宇宙 3D 地图

值得一提的是，该系统与伯克利实验室的天体物理学家 Saul Perlmutter 同名。Saul Perlmutter 曾透过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀，并因此获得了 2011 年诺贝尔物理学奖。因此，Perlmutter 超级计算机的初始用例之一就是支持暗能量光谱仪 (DESI) ，探索暗能量对宇宙膨胀的影响。

资料显示，暗能量是一种推动宇宙加速膨胀的神秘力量，人类无法直接使用现有的技术进行观测。1998 年，科学家首次发现暗能量存在的有力证据，不过作为当代最大的科研谜题之一，仍有很多科研学者质疑它的存在。

NERSC 方面透露，Perlmutter 系统将通过处理来自 DESI 的数据（DESI 能够在一次曝光中捕获多达 5000 个星），协助绘制跨越 110 亿光年的可见宇宙图。在过去，研究人员的工作流程需要几周甚至是几个月的时间，但 Perlmutter 将能够在短短几天内完成任务。在早期的基准测试中，NERSC 研究人员也曾报告说，使用 GPU 的性能加速提高了 20 倍，这将使他们的工作流程缩短到几个小时。

为了绘制最大的可见宇宙 3D 地图，DESI 早在 5 月 17 日就正式启动，开始其为期 5 年的宇宙探索之旅。DESI 试图通过捕获和研究来自宇宙中数千万个星系和其他遥远物体的光，创建迄今最大、最精细的星系三维图谱，以揭示暗能量的奥秘，加深人类对宇宙的理解。通过测量星系红移，DESI 研究人员将制作一张宇宙的 3D 地图，星系在地图上的详细分布有望对暗能量的影响和性质产生新的见解。

而通过对 DESI 的数据进行汇总处理，Perlmutter 超级计算机也将在绘制宇宙 3D 地图方面发挥重要作用。

参考链接：

https://www.nersc.gov/news-publications/nersc-news/nersc-center-news/2021/berkeley-lab-deploys-next-generation-supercomputer-perlmutter-bolstering-u-s-scientific-research/

https://www.hpcwire.com/2021/05/27/nersc-debuts-perlmutter-worlds-fastest-ai-supercomputer/

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