開啟新世代高速計算研究:NCHC全新GPU叢集電腦

GPU運算,高速計算界的明日之星 
GPU計算為利用圖形處理器(GPU)強大的平行處理能力進行一般計算任務,特別適合需要大量浮點運算能量的題目。GPU計算是當今世上高速計算界極受重視的明日之星,在適當的環境下,其可以發揮較傳統單純CPU計算百倍以上的效能,高速計算界的先進國家莫不銳意展開相關研究和設備建置,而國網中心亦不例外。2009年國網中心先後分別建置完成一套由10台小型電腦組成的CPU+GPU系統測試平台;以及一套16節點GPU叢集電腦,並對外開放測試使用,開啟GPU計算研究。

 
全台規模最大之GPU叢集電腦 
為進一步引領新一代高速計算研究,國網中心自2009年起規劃打造全新GPU之叢集電腦,新建置的GPU叢集電腦為CPU+GPU架構,由48台SUN X4170伺服器組成,每台伺服器節點均配備2顆計算速度2.93GHz的4核心Intel Nehalem-EX X5570中央處理器、24GB的ECC DDR3-1066記憶體、Nvidia Tesla S1070-500 GPU模組、以及Infiniband 4X QDR高速匯流排。新GPU叢集電腦全體共計384核心、記憶體1152GB,總計算能量達6.0Tflops,將成為全台規模最大之GPU叢集電腦。現正密集調校與測試中,待完成後將對外開放服務。

 
GPU叢集電腦適合新興程式與實驗研究使用 
新建48節點的GPU叢集電腦擁有更快的CPU、記憶體和GPU,並採用Infiniband 4X QDR高速匯流排,讓資料傳輸速度能夠跟得上GPU計算架構,使得平台能夠充份發揮出百分之百的高速價值。新GPU叢集電腦並可依照用戶的需求進行CPU和GPU搭配數量的調整,具有高度的彈性,非常適合做為新興實驗研究的平台,過去鮮少有人運用GPU從事科學運算研究,透過此GPU叢集電腦的建置,計將吸引正在發展中的程式與實驗、及潛在的用戶於GPU上進行研究,推進國內高速計算研究。而其較傳統計算環境快上100甚至200倍的速度,也將大幅節省科學計算人力和時間,加速科學成果產出。
 

配套完整 開啟GPU計算大門 
鑑於GPU計算具有較高的技術門檻,國網中心近年來結合產業界及學術界,除了進行相關實驗和研究,並開設CUDA程式設計課程,為各界使用GPU計算打下穩固的根基。目前,國網中心已完成五套利用GPU進行計算加速和四套利用CPU+GPU混合型計算模式的應用程式,其中混合型計算應用程式更是國內之首創。經實際應用證明,各套應用程式均擁有良好的加速功能,進一步縮短用戶的研究時間。另外,國網中心亦針對用戶移植應用程式和式平行化提供專業服務和協助,有效降低了GPU計算的應用門檻,讓各界均能輕易的享受到新技術帶來的巨大優勢,為國內計算事業的進步與升級做出了最大貢獻。