超微EPYC處理器爲HPC與科學研究賦予全新效能定義

（圖／業者提供）

處理器大廠美商超微（AMD）在超級運算年度盛會SC20線上活動上，展現其在高效能運算（HPC）產業的領先優勢。AMD推出由ROCm 4.0開放產業體系全力支援的全新AMD Instinct MI100加速器，並展示一系列業界持續推出搭載AMD EPYC CPU與AMD Instinct加速器的部署，以及與Microsoft Azure合作推出在雲端執行HPC方案。

此外，AMD按原定時程量產出貨採用「Zen 3」核心的第3代EPYC處理器，本季先向特定HPC與雲端客戶量產出貨，並預計在2021年第1季全面供貨，各大OEM廠商也將同步推出搭載新款處理器的系統。

全新AMD Instinct MI100加速器是全球最快的高效能運算GPU加速器，鎖定各種科研工作負載，並率先突破10 teraflops (FP64)效能。採用全新AMD CDNA架構的AMD Instinct MI100 GPU搭配AMD第2代EPYC處理器，爲HPC與人工智慧開創出全新等級的加速運算系統。戴爾、HPE、技嘉、美超微（Supermicro）等大廠推出的新款加速運算平臺將支援MI100，搭配AMD EPYC CPU以及ROCm 4.0軟體，將爲即將到來的exascale等級時代推動全新發現。

AMD全球資深副總裁暨資料中心與嵌入式解決方案事業羣總經理Forrest Norrod表示，高效能運算領域中每家客戶是獨一無二的，AMD提供一個途徑引領各界邁向現今最先進的技術與功能，協助支援其HPC工作，從用戶端的小型叢集，到雲端的虛擬機器，一直到exascale等級的超級電腦。結合AMD EPYC處理器與Instinct加速器，加上關鍵應用軟體與開發工具，讓AMD能爲各種HPC工作負載提供領先業界的效能。

AMD與Microsoft Azure聯手推動雲端環境的高效能運算Azure正運用AMD第2代EPYC處理器運行其HBv2虛擬機器（VM）支援HPC工作負載。這些虛擬機器提供比第1代HB系列虛擬機器高達2倍的效能提升，能爲MPI作業支援多達80,000核心注3，以及藉由AMD第2代EPYC處理器提供比他廠x86方案多達45％的記憶體頻寬。

HBv2虛擬機器已獲得衆多客戶廣泛採用，其中包括伊利諾大學厄巴納香檳分校的貝克曼先進科技研究所，運用86,400核心執行植物病毒的模型分析，取代以往需要動用的頂尖超級電腦，以及美國海軍快速部署與擴充隨需式的增強型氣象與海洋型態預測系統。搭載AMD第2代EPYC處理器的HBv2還提供充裕的CPU運算力，鎖定微軟今年稍早發表的OpenAI環境。

AMD EPYC處理器更協助HBv2達成新的雲端HPC里程碑，包括與NAMD在Cloud MPI創下新紀錄，在Graph500排行榜中躋身前20，以及成爲第一個達到每秒terabyte水準的雲端HPC平行式檔案系統。在上述與其他應用效能指標中，HBv2提供比所有其他公有云高12倍的擴充性。

在現有搭載AMD第2代EPYC處理器的HBv2 HPC虛擬機器之外，Azure宣佈在未來爲HPC推出的HB系列虛擬機器產品中，將運用代號「Milan」的新一代AMD EPYC處理器。

AMD EPYC處理器以及Instinct加速器擁有卓越的效能與功能，能在各種建置環境中支援衆多HPC工作負載。從研究中心的小型叢集、商業級HPC，到用戶端以外地點以及雲端環境，一直到exascale等級運算，AMD持續爲各類HPC解決方案提供理想的效能與選擇。

HPE、CSC Finland以及EuroHPC最近推出一款pre-exascale等級系統LUMI。採用HPE Cray EX 超級電腦架構的LUMI將搭載新一代AMD EPYC CPU以及Instinct加速器，預計在2021年上線時將提供552 petaflops的尖峰效能，成爲全球最快超級電腦之一。

除了LUMI，搭載AMD核心的HPC系統數量持續攀升。自從SC19以來，已有超過15部超級運算系統宣佈採用AMD EPYC CPU、Instinct GPU，或兩者同時採用。

這些系統包括Chicoma－洛斯阿拉莫斯國家實驗室－這部系統採用HPE Cray EX超級電腦架構以及AMD第2代EPYC CPU，並配備300 terabytes的系統記憶體，用來進行COVID-19醫藥研究。

Corona－勞倫斯利佛摩爾國家實驗室－這部系統最近獲得《新冠病毒援助、救濟和經濟安全法》挹注資金進行升級，加裝將近1,000 AMD Instinct MI50加速器，將尖峰效能推升至超過11 petaFLOPS。

Mammoth－勞倫斯利佛摩爾國家實驗室－這部「超大記憶體」叢集系統採用AMD第2代EPYC處理器，執行基因與圖像分析方面的工作，協助科學家進行COVID-19病毒的研究。

Northern Data－這部設於歐洲的分散運算系統採用AMD EPYC CPU以及Instinct加速器，運行渲染、人工智慧以及深度學習等各種大型HPC應用。

澳洲帕西超級運算中心－採用HPE Cray EX超級電腦架構以及未來的AMD EPYC CPU與AMD Instinct加速器，這部位於帕西的系統將成爲澳洲最強大的超級電腦。

此外，AMD的核心還搭載於以下超級電腦：普渡大學Anvil and Bell、印第安納大學Big Red 200、匹茲堡超級運算中心Bridges 2、CERN、歐洲中期氣象預報中心、聖地牙哥超級電腦中心Expanse、法蘭克福大學、捷克IT4Innovations國家超級運算中心、印第安納大學Jetstream 2、CSC Mahti、明尼蘇達州立大學Mangi、美國國家海洋暨大氣總署、德州理工大學Red Raider、維吉尼亞理工學院TinkerCliffs。

聖地牙哥超級電腦中心總監Michael Norman表示，憑藉Expanse超級電腦，我們的目標是讓科學家與研究人員能以類似雲端的模式存取高效能主機，處理從天體物理到動物學等各種學科的運算。AMD第2代EPYC處理器協助我們以Expanse超級電腦達到卓越的效能，讓我們的研究人員執行比以往更多的科研工作。我們與AMD合作相當成功，並與AMD共同爲AMD HPC客戶設立一個論壇，分享經驗、資訊以及各種資源，合力造福HPC研究。

爲協助研究人員開始向exascale等級運算目標邁進，AMD爲橡樹嶺國家實驗室提供新款AMD Instinct MI100加速器，在運算與互連效能方面帶來大幅的提升。Instinct MI100加速器造就出全新等級的加速系統，並提供AMD爲HPC與AI開發的異質化運算功能。採用AMD Infinity架構的AMD Instinct MI100，設計旨在輔助AMD第2代EPYC處理器，提供AMD爲HPC與AI量身設計的真正異質化運算功能。

橡樹嶺領先運算中心科學部總監Bronson Messer表示，採用AMD核心的Frontier象徵着遠勝現今系統的強大運算力。它未來將讓科學家解答我們以往找不到答案的難題。能夠對含有數十億原子的系統進行分子模擬，讓我們看到更擬真的科學現象，以及能夠一次又一次地重複實驗，將促成許多重大的科學發現。

AMD持續提供客戶所需的效能、功能以及規模，用來運行當前與未來的HPC工作負載，包括在研究中心幫助學生、讓汽車製造商提高空氣動力學的效率，以及爲關鍵醫療突破提供寶貴洞察。

圖說：AMD EPYC處理器與全新Instinct MI100加速器，爲各種HPC工作負載提供領先業界的效能。