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【高速運算應用-學研之星】創造台灣未來的高效能運算與超級電腦供應鏈

  • 林佩瑩台北

國網中心副主任暨台灣大學資訊工程學系洪士灝系主任

甫於2020年2月兼任國網中心副主任,現為台灣大學資訊工程學系系主任的洪士灝,長期投入平行處理、高效能運算和超級電腦領域的相關研究,除協助國網中心導入先進技術外,洪士灝也希望接觸業界意見,結合自己的專長及研究,發揮一己之長,貢獻一己之力。

洪士灝指出,過去受限於軟硬體建置費用昂貴,除非在學術或工業界的尖端技術領域有需求,高效能運算對大多數人而言,往往都是高不可攀。國網中心於2018年起相繼完成台灣杉一號、台灣杉二號超級電腦後,適逢人工智慧、航太軍事等精密工程、精準醫療等應用,都需要高效能運算資源。洪士灝認為,台灣資通訊產業已發展出自行組裝超級電腦的能力,甚至具有出口競爭力,可發展成超級電腦供應鏈,擴大產業效應。

「但是球場蓋好了,觀眾不見得會馬上進場。」洪士灝說:「各界只知道國網中心有超級電腦是不夠的,還得讓大家知道可以怎麼用超級電腦。」

洪士灝指出,高效能運算系統與應用在市場行銷上,須藉由成功案例的佐證來爭取客戶,雖然台灣的資通訊產業在高效能運算的軟硬體技術已有相當的基礎,但仍須國網中心持續提供國家級的場域,發展成功案例,以提升其競爭力。

發展超級電腦的應用需要一段學習歷程,如台灣杉二號以GPU為運算主力,需要時間培育有能力與經驗開發GPU軟體來解決大型應用問題的專家和學者,但就算跨出第一步,也需要一段時間才會有成果。因此洪士灝認為,政府的角色非常重要,除了建置超級電腦之外,應鼓勵學界和業界使用超級電腦解決高價值的問題,並在過程中予以協助。

「不是買了設備就會變得非常強。」洪士灝強調:「維運和利用高效能計算設備的門檻很高,還需兼顧效能優化與資安隱私保護等議題,若能由國網中心幫忙管理、分析及優化,企業便可專注於自己擅長的專業領域,縮短開發時間,及早展現成效。」

洪士灝觀察許多應用需求的案主,往往低估高效能運算問題的複雜性,把超級電腦當一般電腦來用,因此發揮不出高效能,此時如果是找國外公司來解決的話會非常昂貴。近年,國網中心透過內部的人才訓練以及與一流廠商、學界合作,就是希望多培育足以與國外水準匹敵的技術人才,協助國內機構發展與優化高效能運算應用,並帶動國內的高效能運算軟硬體供應鏈。

事實上,不論是高效能、IoT、邊緣運算,多家台灣廠商都已取得相關技術來設計、製造高效能電腦,如台灣杉二號、台灣杉三號超級電腦的軟硬體,就是委由國內得標廠商(廣達、台灣大、華碩)製造、整合、維運系統軟硬體,證明台灣業者有頗大的利基與潛力在超級電腦供應鏈領域發光發熱。

洪士灝以深度學習模型的訓練為例指出,不同規模的大小,需要的訓練時間皆不同。如車牌辨識需要的AI跟病理切片的AI,複雜度就相差很多,不只要結合領域專業知識,軟硬體的搭配也需要高度優化,才能發揮出超級電腦以大量GPU運算的優勢。

洪士灝認為,國網中心不只是提供平台和服務,也可以成為訓練高階人才的基地,在高效能計算、大數據分析、人工智慧大幅改變社會的時代,國網中心的角色越來越重要。

「超級電腦孕育出許多新技術,若干年後逐漸普及到其他等級的電腦,可說是電腦產業的火車頭,而火車頭會往哪裡走就變得很重要。」洪士灝認為,國網中心在當前和未來都扮演重要的角色,應持續掌握高效能運算及超級電腦的發展趨勢,對台灣的使用者,提供最可靠的幫助,同時透過與海內外尖端的應用與研發單位合作,瞭解關鍵應用特性,把握軟硬體整合優化的契機,藉此提升國家整體的競爭力。