NVIDIA 推出 “AI 改變行業(yè)未來(lái)” 系列文章，邀你一起見(jiàn)證科技力量。本周帶來(lái)第七期 “AI 改變行業(yè)未來(lái)” 之高等教育和研究。

高等教育機(jī)構(gòu)處在重大全球挑戰(zhàn)的前沿，負(fù)責(zé)培養(yǎng) AI、加速計(jì)算和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新者。同時(shí)，各大機(jī)構(gòu)需要滿足人們對(duì)更靈活，更易獲取的教育方案的需求。從本地到云，NVIDIA 提供的工具可隨時(shí)隨地推動(dòng)重要學(xué)科的探索發(fā)現(xiàn)。

擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施

借助集中式基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)秀的計(jì)算能力，處理大型工作負(fù)載、提高效率并降低運(yùn)營(yíng)成本。

推動(dòng)創(chuàng)新

使用加速探索、實(shí)驗(yàn)和部署的工具，掃清發(fā)現(xiàn)道路上的障礙。研究人員可以借助由 GPU 加速的 AI 和高性能計(jì)算 （HPC），運(yùn)用建模、模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)解決艱難挑戰(zhàn)。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)

讓學(xué)生掌握關(guān)鍵的 AI 和高性能計(jì)算技能，促進(jìn)其職業(yè)發(fā)展。為教育機(jī)構(gòu)提供培訓(xùn)和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，促進(jìn)新一代的研究。

虛擬GPU加速印第安納州課堂

印第安納大學(xué)（IU）正在建造兩臺(tái) AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)，它們共裝有 616 個(gè) A100 GPU。由慧與建造的 Big Red 200 將為印第安納大學(xué)的九個(gè)校區(qū)提供服務(wù)。由戴爾科技建造的 Jetstream-2 將為康奈爾大學(xué)，及夏威夷大學(xué)等多家合作機(jī)構(gòu)的工作提供支持。

A100 能夠?qū)?a target="_blank">處理器的處理性能分成多個(gè)部分，使得 Jetstream-2 能夠承載數(shù)百名學(xué)生同時(shí)參加的課程，每名學(xué)生都能使用一部分 GPU 性能來(lái)學(xué)習(xí)流行的圖像分類等 AI 技能。印第安納大學(xué)的一名研究人員在去年11月提交了一篇論文，描述了對(duì)該虛擬 GPU 功能所進(jìn)行的基準(zhǔn)測(cè)試。

目前超過(guò) 2500 名學(xué)生使用印第安納大學(xué)目前的 GPU 加速系統(tǒng)。去年，該大學(xué)創(chuàng)紀(jì)錄的 10 億美元研究合同和撥款分布在 178 個(gè)學(xué)院，其中超過(guò) 40%的工作由這些系統(tǒng)運(yùn)行。

印第安納大學(xué)普適技術(shù)研究所首席運(yùn)營(yíng)官、AI-for-everyone 計(jì)劃負(fù)責(zé)人 Winona Snapp-Childs 表示：“資助機(jī)構(gòu)意識(shí)到機(jī)器學(xué)習(xí)在 AI，加速計(jì)算等學(xué)術(shù)領(lǐng)域的重要性有助于推動(dòng)科學(xué)發(fā)展。我可以想象，在未來(lái)的 5 到 10 年內(nèi)，可能近一半的研究都將用到這些技術(shù)，它們將變得無(wú)處不在，并成為學(xué)術(shù)研究中必不可少的技術(shù)。”

密西西比州立大學(xué)乘上 400G 網(wǎng)速列車

密西西比州立大學(xué)將使用 NVIDIA Quantum-2 InfiniBand 平臺(tái)。它是構(gòu)建 Orion 新系統(tǒng)的首選網(wǎng)絡(luò)，Orion 是密西西比州立大學(xué)管理的四個(gè)集群中最大的一個(gè)集群，這四個(gè)集群全部使用較早版本的 InfiniBand 網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)建。

Orion 和新系統(tǒng)均由美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局 （NOAA） 所資助，由戴爾科技建造。Orion 和新系統(tǒng)將承擔(dān) NOAA 的工作任務(wù)，以及密西西比州立大學(xué)的各項(xiàng)研究課題。Orion 在 2019 年 6 月首次登上 TOP500 榜單，并被列為美國(guó)第四大學(xué)術(shù)超級(jí)計(jì)算機(jī)。

密西西比州立大學(xué)高性能計(jì)算總監(jiān) Trey Breckenridge 表示：“我們?cè)诿芪魑鞅戎萘⒋髮W(xué)的四代超級(jí)計(jì)算機(jī)中都使用了 InfiniBand，所以我們知道它既強(qiáng)大又成熟，可以可靠地運(yùn)行我們需要的大型工作。”

DPU 助力杜倫大學(xué)創(chuàng)新和改進(jìn)超算基礎(chǔ)設(shè)施

杜倫大學(xué)的計(jì)算宇宙學(xué)院和計(jì)算機(jī)科學(xué)系，他們正在對(duì)地震波和引力波的傳播進(jìn)行大規(guī)模模擬，該模擬使用動(dòng)態(tài)笛卡爾網(wǎng)格和 ExaHyPE 代碼將大部分的計(jì)算轉(zhuǎn)化為多任務(wù)操作。

在過(guò)去幾年中，他們付出了大量的精力來(lái)標(biāo)記和識(shí)別那些需要與其它網(wǎng)格發(fā)生變化的節(jié)點(diǎn)或任務(wù)同步的關(guān)鍵任務(wù)。由于存在大量的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，保證整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載平衡的工作量將會(huì)很大。即使達(dá)到最佳負(fù)載平衡后，一旦域內(nèi)任何參數(shù)發(fā)生變化，系統(tǒng)立刻就會(huì)隨之變得不平衡，要想再次達(dá)到最佳負(fù)載平衡會(huì)非常困難并且會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間或成本。

為了提升系統(tǒng)的應(yīng)變能力，研究人員必須將輕量任務(wù)和閑置任務(wù)轉(zhuǎn)移到其它資源上，但是，編排就會(huì)變得十分困難，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié) MPI 運(yùn)行時(shí)來(lái)確保在正確的時(shí)間用正確的步長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，也會(huì)搶占計(jì)算資源。

憑借 BlueField DPU 計(jì)算核，杜倫大學(xué)可以使用 DPU 作為 MPI 處理引擎來(lái)節(jié)省計(jì)算資源，例如觀察和引導(dǎo)任務(wù)，以及及時(shí)緩存/接受任務(wù)等。這項(xiàng)工作延伸了 ExaHyPE 組織內(nèi)部的研究合作，尤其是 TUM 的 Michael Bader 小組，對(duì)于以 CPU 核心的計(jì)算任務(wù)提出來(lái)一個(gè)全新的觀點(diǎn)，即開始由智能網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)起數(shù)據(jù)處理工作。

原文標(biāo)題：AI 改變行業(yè)未來(lái)： 加速高等教育和研究領(lǐng)域新發(fā)現(xiàn)

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