NVIDIA 推出全球最快、最有效率的運算加速器

記者洪聖壹／台北報導

nVIDIA (輝達) 宣布推出 NVIDIA Tesla K20 系列 GPU 加速器。這可稱為有史以來擁有最強效能、最高運算效率的加速器，並為全球最快的超級電腦 Titan 挹注頂尖效能，對於電影業、學界、科學研究都有著更大的意義。

nVIDIA 台灣區業務行銷副總裁羅利智表示，「不只學界，在醫界，如果世界上傳出不明疫情，死亡人數不斷攀升，這時的超級電腦效能如果不夠高，可能人都死光了，疫苗都還沒算出來，這就是 nVIDIA 的使命與意義。」座落於美國田納西州橡樹嶺國家實驗室的 Titan 超級電腦搭載了 18,688 顆 NVIDIA Tesla K20X GPU 加速器，以 17.59 petaflop 的運算效能打破了 LINPACK 效能評測的紀錄，擊敗 Lawrence Livermore 國家實驗室的 Sequoia 系統，贏得全球最快超級電腦之排名。

nVIDIA 在發表會中展示了最新的 Kepler 運算架構設計的全新 Tesla K20 系列，以及旗艦級產品─ Tesla K20X 加速器的測試數據與相關介紹。

K20X 具有 13個 SMX 單元，五個記憶體控制器，搭載了 5GB 的 GDDR5 記憶體。以單一處理器帶來有史以來最高的運算效能，其應用加速效能是頂尖 CPU 的 10 倍。這款加速器在兩項普遍採用的運算效能測量中超越所有其他處理器的效能 ─ 達到 3.95 teraflop 單精確度和 1.31 teraflop 雙精確度峰值浮點效能。

除了 K20X 外，全新的產品系列還有 Tesla K20 加速器，比 K20X 多增加了一組 SMX 單元，共有六組記憶體控制器，搭載 6GB GDDR5 記憶體，時脈向上提升到了 732 MHz。可提供 3.52 teraflop 單精確度和 1.17 teraflop 雙精確度峰值浮點效能。 Tesla K20X 和 K20 GPU 加速器在過去 30 天已提供超過 30 petaflop 的運算效能，這相當於去年全球前 10 強超級電腦的運算效能總和。

蘇黎世聯邦理工大學計算物理教授及瑞士國家超級運算中心總監 Thomas Schulthess 博士表示：「我們運用 nVIDIA GPU 架構幫助我們大幅加速氣候和氣象學、地震學、天體物理學、流體力學、材料科學和分子生物物理學等多元研究領域的模擬作業。相較於 nVIDIA 先前的 Fermi 架構，此 K20 系列加速器代表了運算效能的一大躍進，不僅提升了生產力，還可協助我們發現全新且深入的觀察分析，這在之前是我們無法做到的事。」

其他像是美國克萊姆森大學、印第安納大學、美國 Thomas Jefferson 國家加速器實驗室 (Jefferson Lab) 、阿布杜拉國王科技大學 (KAUST) 、美國國家超級運算應用中心 (NCSA) 、美國海洋暨大氣總署 (NOAA) 、橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 、南加州大學和上海交通大學，在早期就已全都採用這系列 GPU 的單位，作為運算核心。

「效能大提升，但價格卻沒有跟著大提升」nVIDIA 現場公布了 Titan 超級電腦的組裝經過，可以看到所有的備品全部延用前代的物料，僅是在外部包裝作了改變，但像是 Tesla K20X GPU 加速器比前一代的 GPU 加速器提供多 3 倍的節能效益，更擴大其省電優勢遠勝於 CPU。

此外，根據橡樹嶺國家實驗室的 Titan 超級電腦採用 Tesla K20X 加速器，達到每瓦 2,142.77 megaflop 的每瓦效能比，節能效益更優於最新 Green500 排名中全球最節能的超級電腦。

Tesla K20 系列能為最廣泛的科學、工程研發、商業高效能運算和資料中心應用提供加速功能。nVIDIA 表示，目前有超過 200 種軟體應用採用 GPU 加速功能，也代表著在一年內運用 GPU 加速的軟體增加了六成。

同時採用 Tesla K20X GPU 加速器與 Intel Sandy Bridge CPU 的伺服器可讓許多應用程式的執行時間加速 10 倍，nVIDIA 也提供實際數據，像是工程研發(MATLAB)就快了 18.1 倍，物理研究(Chroma) 快 17.9 倍，地球科學(SPECFEM3D) 快10.5 倍，分子動力學(AMBER) 快 8.2 倍，活動現場 nVIDIA 也利用兩個星雲，實際模擬宇宙大爆炸的情形，可以清楚看出每個星雲當中的每個小星星，以及每個單位移動中所產生的碰撞效果。