NVIDIA將CUDA用在Arm架構 超級運算領域開拓新局

NVIDIA(輝達)近日宣布支援Arm架構CPU，為高效能運算產業開啟了打造超節能人工智慧(AI)百萬兆級(exascale)運算能力超級電腦的全新發展途徑。NVIDIA將在2019年底時提供自家全套AI與高效能運算(HPC)軟體給Arm商業生態體系，這些軟體針對600多項HPC應用程式及各人工智慧架構進行加速。此軟體堆疊包括各種NVIDIA CUDA-X AI及HPC函式庫、GPU加速AI架構，以及有著OpenACC支援和性能分析工具的PGI編譯器等軟體開發工具。待完成軟體堆疊優化工作後，NVIDIA將加快各大 CPU架構的運行速度，包括x86、POWER 及Arm。

NVIDIA創辦人暨執行長黃仁勳表示：「超級電腦是用於科學發現的重要工具，而達到百萬兆級運算能力將大幅擴張人類的知識範圍。傳統運算擴張能力的結束，會讓所有超級電腦的實力大打折扣。NVIDIA的CUDA加速運算與Arm的節能CPU架構相互配合，將使得HPC領域可以一舉提升到百萬兆級的運算能力。」

Arm執行長Simon Segars表示：「Arm與我們的商業生態體系夥伴們合作，為Arm架構系統單晶片(SoC)的運算效能提高到前所未有的境界，達到百萬兆級的運算能力。與NVIDIA合作將CUDA加速技術用在Arm架構上，對於HPC領域來說是一項重要的里程碑，而HPC領域早就部署了Arm技術來解決全球研究領域各種最棘手的難題。

根據公布的Green500排行榜，在全球前25部最省電的超級電腦中，有22部採用NVIDIA的技術。而造就這項成果的關鍵因素，即是搭載NVIDIA GPU的超級電腦可以把吃重的處理作業交由更省電的平行處理CUDA GPU來執行；NVIDIA與Mellanox合作優化了整個超級運算叢集的處理能力；加上NVIDIA發明的SXM 3D封裝與NVIDIA NVLink互連技術，可以用極為密集的方式擴大節點規模。NVIDIA對Arm架構HPC系統的支持，建立在超過十年的合作基礎上。NVIDIA旗下多款用於攜帶式遊戲、自動駕駛車、機器人及嵌入人工智慧運算等領域的系統單晶片產品，皆是採用Arm架構。

商業生態體系的大力支持

HPC產業與Arm商業生態體系內的全球領導業者，包括超級運算中心、系統供應商及系統單晶片製造商，都表達了他們的支持。Ampere Computing主席暨執行長Renee James表示：「我們的客戶在找高效能的Arm架構處理器來處理他們最繁重的運算工作。我們很高興NVIDIA要把CUDA及NVIDIA豐富的商業生態體系用在 Arm架構上。這有助於加快我們為Arm架構伺服器建立軟體商業生態體系的腳步，也能使用NVIDIA GPU為Ampere平台提高運算效率和效能。」

Atos大數據與網路安全部門主管資深執行副總裁Pierre Barnabé表示：「Atos是Arm商業生態體系裡的先驅者，透過Montblanc專案與Arm運算架構刀鋒式伺服器設計，開發出百萬兆級超級電腦BullSequana X。我們大力支持NVIDIA這項支援Arm架構的重大聲明，這將加速人工智慧與模擬領域的整合，同時又能享有最佳的能源使用效率。」

Cray總裁暨執行長Peter Ungaro表示：「Cray對百萬兆級運算時代所抱持的願景，是打造出將人工智慧與分析，以建模和模擬進行整合的系統；支援且經常需要用到多種處理器架構的系統；還有為科學、工程及數位轉型所需之資料密集運算工作而建造的系統。我們很高興跟NVIDIA合作，將他們的CUDA、CUDA-X HPC和人工智慧軟體堆疊用於Arm平台，並且與我們已在XC及未來Shasta超級電腦上支援Arm處理器的Cray系統管理及編程環境(編譯器、函式庫和工具)緊密結合，幫助我們落實在超級電腦方面的願景。」

CSC營運總監 Kimmo Koski 表示：「EuroHPC促使歐洲多個領域在高效能運算方面攜手合作，以推動研究、創新和工業成長。我們非常有興趣在 Arm 上測試 NVIDIA 的HPC及人工智慧GPU加速運算平台，當成日後進入百萬兆級解決方案前的潛在建構項目。」

EPI總經理 Philippe Notton表示：「歐洲處理器計畫 (European Processor Initiative) 旨在讓歐盟擁有自己的高階、低功耗、通用及加速器解決方案。EPI及其工業分支機構SiPearl非常積極地考慮NVIDIA所提出的嶄新機會。EPI Arm架構微處理器與NVIDIA加速器的結合，對於發展日後歐洲百萬兆級模組化超級電腦的建構模組來說，是最好的搭配。」

HPE公司HPC與AI部門副總裁暨總經理Bill Mannel表示：「NVIDIA與Arm施展渾身解數，協助高效能運算領域的客戶提高能源使用效率。NVIDIA對Arm的支援恰巧搭配了我們在HPE Apollo 70上的最新發展，這是一款採用Arm架構的專屬HPC系統，如今又能使用NVIDIA GPU。HPE Apollo 70將支援2U GPU插槽模組及多個節能冷卻選項，我們可以進一步幫助HPC產業解決愈來愈無力支撐的耗電量這個問題。」

德國尤利希超級運算中心所長Thomas Lippert表示：「尤利希超級運算中心(Jülich Supercomputing Centre)推動超級運算領域的發展及建立模組化技術，讓歐洲研究人員能充分運用最佳資源，幫助他們解決世界上最頭痛的挑戰。特別是考慮到未來幾年規劃打造的百萬兆級超級電腦系統和大規模人工智慧運算的興起，NVIDIA宣布支援 Arm架構處理器一事，是一項非常令人興奮的發展，這對於建立未來超級電腦和可組合式資料中心的真正模組化元素至關重要，有助於推動歐洲超級運算領域的發展。」

Marvell總裁暨執行長Matt Murphy表示：「我們很高興跟 NVIDIA及伺服器OEM業者合作，將CUDA-X平台和NVIDIA GPU用在Marvell ThunderX2系列伺服器的處理器上。ThunderX2同級最佳的64位元Armv8效能與NVIDIA GPU攜手，在能源使用效益與應用程式效能方面創下突破性的表現，為百萬兆級運算領域提供了世界級的HPC和人工智慧解決方案。」

Mellanox Technologies創辦人暨執行長Eyal Waldman表示：「我們作為HPC網路的領導者，旗下的InfiniBand與 Ethernet技術連接了全球多具最大型的超級電腦，其中包括第一代採用Arm架構的系統。我們期待繼續與NVIDIA合作，部署我們先進的200Gb/s HDR和運算網路技術，以優化HPC和人工智慧的運算工作量，還有串連下一代的Arm架構超級電腦。」

理化學研究所計算科學研究中心所長暨東京工業大學教授松岡聰表示：「我們在過去十年中，一直是將 NVIDIA GPU 用於大型超級電腦的先驅，包括日本最強大的 ABCI超級電腦。理化學研究所計算科學研究中心正在開發最新一代架構百萬兆級Fugaku超級電腦，很高興聽到NVIDIA的GPU加速平台很快將用於Arm架構系統的消息。」