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算力赋能助力“双碳”

2022-07-10

英才 2022年5期
关键词:制程超级计算机算力

在这个数字经济时代,生产力的发展正从动力时代向算力时代加速进化。“算力”逐渐广义于计算能力,已经成为集信息计算力、数据存储力、网络运载力于一体的新型生产力,呈现多元泛在、智能敏捷、安全可靠、绿色低碳的发展趋势。

有数据显示,算力产业每投入1元,将平均带动3-4元经济产出。作为支撑数字经济发展的重要“底座”,算力在深度融入制造、交通、教育、航空航天、金融、传媒、气象、石油勘探等各行各业,驱动我国经济社会数字化转型、助推经济社会高质量发展等方面发挥着重要作用,并且正在加快嵌入和生长,呈现出供给普惠化、应用多样化的发展态势。

今年7月30日,在山东济南举办了中国首届算力大会,以“算赋百业力导未来”为主题,旨在展示我国算力基础设施建设最新成果,搭建政产学研对接平台,加强国内外算力技术和产业交流合作,推动算力赋能千行百业,助力我国经济社会数字化转型。作为芯片产业的一名“老将”,AMD已经感知到时代潮水的方向。随着半导体技术精进,半导体制程技术也在飞速发展,并助力算力的不断提升,AMD作为一家拥有53年历史的半导体公司,正在努力为中国提供更强的算力基础平台,为经济生活、生产带来新的算力基础。

算力支撑我国数字经济建设和数字化转型

随着“东数西算”工程全面启动,一定层面上也意味着我国已经进入数字化转型的白热阶段,算力无疑是竞争的新焦点。

城市、企业想要变得更加智慧,离不开更强大的算力来支撑各领域的数据运营与智能运行。我国高度重视算力基础设施建设,出台了一系列政策规划,为算力产业发展指明方向,特别是新基建、“东数西算”工程,使得算力成为当下热门的科技话题。有专家称,“东数西算”将是一项开启算力经济时代的世纪工程。

在国家的统筹规划下,我国算力基础设施建设稳步推进,在建成全球最大的5G网络和千兆接入网络的基础上加快布局建设智能绿色的算力基础设施。根据工信部最新数据显示,截至2022年6月底,我国已启动建设多条“东数西算”干线光缆。在用数据中心机架总规模超过590万标准机架,服务器规模约2000万台,算力总规模超过150EFlops,近五年平均增速超过30%,排名全球第二。

我国算力产业链条正在持续完善,包括算力设施、算力平台、算力服务等在内的具有国际竞争力的算力产业生态初步形成,一批具有示范效应的算力平台,新型数据中心以及产业基地相继落地。

AMD扛起绿色计算的大旗

作为数字经济时代的核心竞争力,算力潮涌,需求激升。当越来越多的“算龙头”应运而生,随之而来有数字生产力的飞跃,也会有继续提升“单位机柜算力”的追求,但在数据中心建成以后,伴随而来的最大投资就是能耗。

据测算,2021年,全国数据中心机架规模达到543.6万架,同增27%;全年数据中心能源消耗达2166亿千瓦时,同增44%,占全社会用电量的2.6%;二氧化碳排放量约1.35亿吨,同增3915万吨。预计到2030年,全国数据中心机架规模将达1125萬架;能源消耗总量5915亿千瓦时,占全社会用电量5%以上;二氧化碳排放约3.4亿吨,占全国二氧化碳排放量的比例接近3%。

不难发现,数据中心将是2030年“碳达峰”难度最大的行业之一。因此,在落实“双碳”目标的大背景下,如何用更低的功耗提供更强的算力已经成为亟待解决的问题。

而对此,“老将”AMD已经给出了最优解。在单位功耗算力越来越受到重视的当下,一方面AMD在制程上不断前进,追求更佳,从14nm突破至7nm;另一方面,AMD也通过改进架构及创新技术来提升算力。所有这些技术的创新,使产品可以用更低的功耗提供更高的性能。今年3月,AMD推出的基于Zen 3架构、采用领先7nm制程的第三代AMD EPYC处理器,代号“Milan-X(米兰-X)”,再次实现性能突破。

这些性能和功能最终将帮助客户更少的部署服务器并降低数据中心能耗,从而降低总体拥有成本(TCO)、减少碳排放并实现其环境可持续性的目标。目前,AMDEPYC已经创造了250多项世界纪录,并且还在继续创造更多纪录,助力高性能算力不断突破。

可见,AMD近年来在不断突破算力的同时,也在积极探索节能新路径,AMD的“30x25”目标正是为此,即到2025年,AMD的加速数据中心计算节点要在2020年基础上实现30倍的能效提升,并计划从2020-2030年在日常运营上减少50%的温室气体排放。在我国“双碳”目标下,AMD的高性能产品正在为各大企业、各大行业以及整个社会的绿色数字化转型提供支撑,打造更绿色的计算底座。

AMD坚持技术创新助力突破高性能算力天花板

不久前,刚在世界超算两大学术会议上大放异彩,基于AMD EPYC CPU和AMD Instinct加速器的Frontier超级计算机在Top500、Green500和HPL-AI性能排行榜上获得第一名,这在业界尚属首次。据了解,Frontier的Linpack最大计算性能达到了的1.1exaflops,使其成为世界上最快的超级计算机,也是首个突破exascale(百亿亿次级)瓶颈的系统。此外,AMD还拥有64核、128线程、8DDR通道、三级缓存256MB,基准频率为2.45GHz(最大加速频率3.50GHz),功耗为280W的AMD 7763处理器,它是目前AMDEPYC处理器中综合性能强劲的代表产品。

AMD EPYC处理器采用先进半导体制程和创新架构,迄今已经创造了250多项服务器计算性能世界纪录,并为最新Top500榜单中全球最强的超级计算机提供动力。凭借如此不俗的算力技术,AMD更加有信心将扎根中国、服务中国,努力推动数字化产业生态的发展,并通过不断地科技创新,持续提升算力和能耗比,为数据中心市场源源不断注入新的活力。

实际上,在半导体、处理器技术的发展过程中,AMD一直受到很多的挑战,AMD之所以能做到今天的成果,背后有几个非常重要的技术创新。

首先就是小芯片(chiplet)技术。传统半导体处理器是在大芯片上去不断加强功能、提升速度、增加密度,但总是受到各种工艺的限制,难度越来越大。小芯片技术是另一种提高处理器性能的重要方式,引入分区多芯片设计,因此可以将许多较小的低核心数芯片连在一起,生产出具有更多核心的CPU。各个小芯片彼此协同工作,就像它们是一块大芯片,这样既简化了处理器的制造,又可提供可扩展平台、更多功能和更好性能。

其次就是当业界还在津津乐道EPYC7763处理器高达256M的缓存有效帮助客户增强各种应用性能的时候,AMD的下一个创新已经落地:基于Zen3架构、采用领先7nm制程的第三代AMDEPYC处理器,代号“Milan-X”。“Milan-X”的缓存已经达到768M,这便是AMD另一项领先的设计与封装技术——3DV-Cache缓存堆叠技术,3D V-Cache技术带来卓越的密度和能效,采用AMD 3D V-Cache技术的处理器可为关键任务的技术计算工作负载提供突破性性能。

这称得上是一项令人为之倾倒的技术了。

此外,AMD除了在自己的产品上不断进行创新和投入,也积极参与大量业界标准的制定,包括USB接口、PCIe接口、DDR内存等。所有这些积累与技术创新,都使得AMD的产品可以用更低的功耗提供更强劲的性能。

未来,随着算力需求的不断提升,将推动数据中心的快速发展,而推进高性能数据中心发展的关键之一,便是数据中心的每颗处理器的核心。AMD也将继续坚持技术创新,专注于把产品做到最好,致力于为我国提供更强、更低碳绿色的算力基础平台,助力我国顺利完成“东数西算”和“碳中和”的战略目标。

基于AMD的HPC生态系统持续增长

AMD正在通过帮助来自制造业、生命科学、金融服务、气候研究等众多关键研究领域的合作伙伴和客户部署各种规模的集群领导着HPC的发展。例如,AMD EPYC处理器正在为泰国国家科学技术发展局的最新超级计算机提供动力,并为医学、天气预报等方面的研究提供性能。此外,俄亥俄州超级计算机中心近日宣布的全新HPC集群Ascend,也是由基于AMD EPYC处理器的Dell Technologies PowerEdge服务器驱动。

AMD Instinct和ROCm生态系统可为客户提供针对HPC、AI和机器学习以及HIP和OpenMP编程模型、编译器工具链和科学与工业应用分析工具等关键应用程序的支持。此外,AMDAccelerator Cloud还可提供一个可远程访问、评估和充分利用AMD Instinct加速器和ROCm软件的环境。

云端HPC

云端HPC通过扩大其对计算的访问,释放了关键的研究应用程序和商业工作负载,进而实现更好的产品设计并加速上市时间。使用机密计算的最新Google Cloud C2D虚拟机(VMs)扩展了AMD EPYC处理器的势头,为领先的云服务提供商提供高性能且高效的HPC解决方案。电动超级跑车厂商Rimac最近采用了基于使用AMD3D-Cache技术的第三代AMD EPYC处理器的Microsoft(微软)Azure HBv3虚拟机,以提高其电动车超级跑车模拟的性能和可扩展性。

云端HPC的普惠性

AMD正在通过帮助来自制造业、生命科学、金融服务、气候研究等众多关键研究领域的合作伙伴和客戶部署各种规模的集群,领导HPC的发展。我们矢志于让HPC的算力以更高效便捷的方式对外提供,将HPC价值彻底释放;

●采用基于使用AMD 3DV-Cache技术的第三代AMD EPYC处理器的Microsoft AzureHBv3虚拟机,为Rimac提高其电动车超级跑车模拟的性能和可扩展性;

●云端HPC通过扩大其对计算的访问,释放了关键的研究应用程序和商业工作负载,进而实现更好的产品设计并加速上市时间。

AMD平台推动E级超算的秘密

AMD EPYC处理器:独特“ZEN3”架构、领先的7nm制程工艺、强大1/0(128条PCle4.0通道)和内存带宽等优势,让AMD EPYC助力Frontier突破Exascale瓶颈;

Infinity架构:AMD Infinity架构助力x86性能、效率、安全功能和整体系统吞吐能力大幅提高,AMD Infinity Fabric技术实现芯片间高带宽、低延迟的互连和一致性的结构;

AMD Instinct加速器E:AMD Instinct加速器提供灵活的高性能计算引擎、高带宽内存以及可扩展的连结和通信技术,为百亿亿级超级计算机的计算挑战提供有力支持。

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