Siêu máy tính AI và sự tham gia của HPE vào lĩnh vực HPC

Siêu máy tính AI là gì?

Siêu máy tính AI là các hệ thống quy mô lớn sử dụng bộ xử lý cực nhanh được tạo thành từ hàng trăm đến hàng nghìn máy tính mạnh mẽ kết hợp với nhau để quản lý và mở khóa tiềm năng cho lượng dữ liệu khổng lồ bằng các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI).

Siêu máy tính AI hoạt động như thế nào?

Siêu máy tính AI được tạo thành từ phần cứng được tối ưu hóa cao nhất, bao gồm hàng trăm nghìn bộ xử lý, hệ thống network chuyên dụng và không gian lưu trữ khổng lồ.

Các siêu máy tính chia khối lượng công việc thành các bộ xử lý khác nhau, sao cho mỗi bộ xử lý có một phần công việc nhỏ. Khi chúng chạy các phần công việc riêng lẻ, các bộ xử lý sẽ liên lạc thường xuyên với nhau. Mỗi bộ xử lý sẽ gửi một thông điệp qua lưới truyền thông để thông tin được trao đổi theo nhiều chiều; lên, xuống, trái, phải, qua lại tùy theo bài toán. Quy trình đa chiều này giúp khối lượng công việc được điều chỉnh tốt hơn với nhau, cho phép tốc độ xử lý cao hơn nhiều.

Điều đáng ngạc nhiên là các siêu máy tính AI chạy các hệ điều hành khá bình thường, sử dụng phần mềm Linux để chạy các ứng dụng, mạng và lập lịch trình. Các chương trình phân tích hiện nay thường được viết bằng C hoặc Fortran, truyền thông điệp qua thư viện liên lạc có tên MPI, thư viện này có thể được sử dụng trên nhiều máy khác nhau.

Với các mạch điện nhỏ được thiết kế dày đặc trong các bo mạch, siêu máy tính AI có thể chạy nhanh hơn nhưng cũng phát sinh nhiệt nhiều hơn. Đó là bởi vì việc cung cấp đủ năng lượng đi vào và đi ra khỏi chip vẫn chưa đủ hiệu quả nên các con chip xử lý có nhiệt độ rất cao. Nhưng với hàng trăm nghìn nodes đa nhân kết hợp với nhau, các siêu máy tính cần có nhu cầu làm mát rất lớn. Để giảm thiểu điều đó, các bo mạch được làm bằng chất liệu đồng vì chúng có thể truyền năng lượng với mật độ năng lượng rất cao. Siêu máy tính cũng sử dụng forced air (luồng không khí cưỡng ép) để tản nhiệt và luân chuyển chất làm lạnh trong toàn bộ hệ thống.

Siêu máy tính AI quản lý khối lượng công việc phân tích như thế nào?

Có một số lý do khiến siêu máy tính AI có thể quản lý khối lượng công việc phân tích phức tạp.

Các node máy tính

Siêu máy tính AI có nhiều CPU cho phép tốc độ tính toán cực nhanh. Trong các CPU hoặc nodes đó, có 10 đến 12 cores để thực hiện các tác vụ. Và bởi vì một siêu máy tính thường tập hợp hàng nghìn nodes trong kiến ​​trúc của nó, điều đó có nghĩa là có 12.000 cores hoạt động trên một nghìn nodes. Vì vậy, một siêu máy tính có một nghìn nodes, hiệu suất làm việc của nó sẽ ở mức hàng nghìn tỷ chu kỳ mỗi giây.

Bảng mạch

Chúng cũng có các kết nối dây rất nhỏ nên bảng mạch có thể chứa nhiều điện năng hơn bảng mạch của máy tính truyền thống. Hai tiến bộ này cho phép các phép tính số học và logic phức tạp được diễn giải và thực hiện tuần tự.

Hiệu năng xử lý

Ngoài ra, siêu máy tính sử dụng khả năng xử lý song song để có thể chạy đồng thời nhiều khối lượng công việc. Cụ thể, do hàng nghìn tác vụ đang được xử lý cùng lúc nên công việc được thực hiện chỉ trong mili giây. Siêu máy tính AI cho phép các ngành đào tạo các mô hình lớn hơn, tốt hơn và chính xác hơn. Và với độ chính xác cao hơn, các nhóm có thể phân tích thông tin nhanh hơn, áp dụng những kiến ​​thức quan trọng vào quy trình, khai thác nhiều nguồn hơn và thử nghiệm nhiều tình huống hơn, tất cả để có thể tăng tốc những tiến bộ trong ngành.

Siêu máy tính AI và HPE

HPE có các giải pháp HPC/AI để giúp người dùng quản lý nhiều yêu cầu về quy mô và khối lượng công việc. Các giải pháp của HPE là một phần trong danh mục phần mềm mô-đun toàn diện dành cho khối lượng công việc HPC/AI được tối ưu hóa cho các ứng dụng HPC/AI và hiệu suất trên quy mô lớn, với mật độ và độ tin cậy mà người dùng cần để hỗ trợ CPU và GPU công suất cao.

Ngoài ra, HPE còn cung cấp phần cứng HPC được thiết kế để triển khai quy mô lớn, được tích hợp đầy đủ để triển khai ở mọi quy mô và được xây dựng với các tùy chọn làm mát tiên tiến cho các nền tảng dày đặc.

HPE Cray Supercomputers là một cách tiếp cận hoàn toàn mới đối với siêu máy tính, với những khả năng mang tính đột phá. Chúng được khuyến nghị để lựa chọn cơ sở hạ tầng cung cấp giải pháp tối ưu cho hàng chục đến hàng trăm nghìn nodes. Máy chủ GPU với tám chiều cung cấp hiệu suất ổn định, có thể dự đoán và đáng tin cậy, đảm bảo năng suất cao trên quy trình làm việc quy mô lớn. Kết nối Slingshot và phần mềm Cray cho phép trải nghiệm người dùng giống như đám mây, cùng với HPE Performance Cluster Manager để quản lý hệ thống toàn diện.

HPE cũng cung cấp nền tảng doanh nghiệp hàng đầu trong ngành về tính toán tăng tốc. HPE Apollo 6500 Gen10 Plus System cung cấp hiệu suất vượt trội cho khối lượng công việc sử dụng nhiều GPU, với hiệu suất chưa từng có từ bộ tăng tốc NVIDIA và AMD. Với khả năng linh hoạt hỗ trợ nhiều phạm vi CPU: bộ tăng tốc, khối lượng công việc và bộ tăng tốc cho deep learning cũng như mô phỏng và lập mô hình phức tạp điển hình cho khối lượng công việc HPC, nó có thể được phân phối dưới dạng dịch vụ và dưới dạng HPC lai để triển khai linh hoạt.

Cho dù khách hàng sử dụng HPC tại chỗ hay trên các đám mây hỗn hợp, HPE Pointnext Services, được cung cấp thông qua HPE GreenLake, có thể giúp người dùng duy trì tài nguyên HPC của mình ở hiệu suất cao nhất. Với các kỹ sư sẵn sàng hướng dẫn, hỗ trợ tùy chỉnh cho phần mềm và phần cứng HPE, các tổ chức doanh nghiệp có thể tăng tốc độ thiết kế và triển khai chiến lược AI cũng như tối đa hóa khoản đầu tư HPC của mình.