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什么是超級計算機,如何幫助推動醫(yī)學領域的發(fā)展

牽手一起夢 ? 來源:千家網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2020-11-04 14:19 ? 次閱讀
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最近,NVIDIA宣布了其將計劃建造英國最大的AI超級計算機,即Cambridge-1 AI超級計算機。什么是超級計算機?NVIDIA將使用什么硬件?它將如何幫助推動醫(yī)學領域的發(fā)展?

什么是超級計算機?

超級計算機是計算系統(tǒng),其處理能力比通用計算機的處理能力大得多。這個定義使得定義超級計算機有些棘手,因為它取決于當時的當前技術。例如,Cray 1是在1970年代推出的超級計算機,當時的功能比當時的任何其他計算機都要強大得多,但與當今的標準相比,它與64位ARM微控制器相當。

超級計算機是當時技術上最先進的計算系統(tǒng),可以在涉及大量復雜數(shù)據(jù)處理的最苛刻的應用中找到自己的位置。例如,超級計算機通常用于物理、醫(yī)學、地質(zhì)、氣象、分子建模和工程仿真應用中。但是,必須注意,這樣的系統(tǒng)不一定比臺式PC(例如文字處理器或電子表格)更快地執(zhí)行一段通用代碼。現(xiàn)代超級計算機不使用規(guī)格比標準CPU高的定制CPU,而大量使用相同的現(xiàn)成零件。這意味著現(xiàn)代超級計算機圍繞大規(guī)模并行計算進行調(diào)整,從而可以將一個問題分解為許多可以同時執(zhí)行的獨立計算。

為什么AI系統(tǒng)需要大量的處理能力?

人工智能(AI)是計算系統(tǒng)將智能應用于問題的能力,它可以從過去的信息中學習以識別新的模式。為了更好地理解AI系統(tǒng)和硬編碼模式識別系統(tǒng)之間的區(qū)別,AI可以確定照片中的貓,而以前從未見過該照片。相反,模式識別系統(tǒng)將只能找到它之前見過的特定貓。 AI知道自己檢測到的是貓,便可以對其自身進行調(diào)整,以便在以后的照片中更好地識別其他貓。 AI的強大功能在于,它可以識別具有相似性的圖案(例如眼睛的數(shù)量,鼻子的形狀和牙齒),而忽略其他圖案(例如毛皮的顏色)。

在創(chuàng)建有效的AI系統(tǒng)時,需要大量數(shù)據(jù),以便AI具有最大的學習機會。這就是為什么AI臉部和語音識別只是最近才被整合到技術中的原因,因為高科技公司現(xiàn)在擁有大量的面部和語音數(shù)據(jù)可供學習。但是,對于單臺計算機而言,這些數(shù)據(jù)實在太大了,無法饋入機器學習算法。

因此,使用數(shù)據(jù)中心是因為它們允許進行大規(guī)模并行處理,從而大大減少了數(shù)據(jù)處理時間。但是,即使大型數(shù)據(jù)中心也沒有完全優(yōu)化以執(zhí)行AI學習任務,因為它們涉及具有復雜矩陣、向量和大型浮點運算的深度神經(jīng)網(wǎng)絡。盡管通用CPU不能高效地執(zhí)行此類任務,但事實證明,GPU才是許多AI系統(tǒng)被設計為在圖形處理單元(尤其是NVIDIA設計的圖形處理單元)上運行的原因。因此,一臺AI超級計算機會將其硬件重點轉(zhuǎn)移到GPU而非CPU上。

什么是Cambridge-1 AI超級計算機?

了解GPU在AI應用中的重要性,NVIDIA宣布將建造英國最強大的AI超級計算機,并將成為全球排名第29的超級計算機。該系統(tǒng)將于年底(2020年)準備就緒,將提供超過400 petaflops的AI處理能力和8 petaflops的Linpack性能。該計算機系統(tǒng)有四個主要重點,包括聯(lián)合行業(yè)研究、大學授予的計算時間、支持AI初創(chuàng)公司以及AI系統(tǒng)教育。

超級計算機使用80個NVIDIA DGX A100系統(tǒng)構建,這些系統(tǒng)使用NVIDIA Mellanox InfinBand網(wǎng)絡系統(tǒng)連接。每個NVIDIA DGX A100系統(tǒng)都集成了8個NVIDIA A100 GPU和320GB總內(nèi)存,6個NVIDIA NVSWITCHES,它們提供4.8TB / s的雙向交換,450GB / s的峰值雙向網(wǎng)絡連接,雙64核AMD CPU和15TB GEN4 NVME SSD的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率為25GB / s。 NVIDIA A100 GPUS集成了雙精度張量內(nèi)核,旨在加速TensorFlow AI神經(jīng)網(wǎng)絡。

Cambridge-1 AI超級計算機將提供什么幫助?

超級計算機旨在用于包括研究、初創(chuàng)企業(yè)和合資企業(yè)在內(nèi)的各種基于AI的應用,該系統(tǒng)的主要應用之一是幫助加速英國的醫(yī)學發(fā)展。 NVIDIA Clara for Computational Drug Discovery是工具的一個示例,該系統(tǒng)將運行該工具,以利用來自放射學、基因組學和成像的數(shù)據(jù)來幫助查找有效的藥物。這種工具有助于消除對新藥進行實驗室發(fā)現(xiàn)的需要,從而使研究人員在探索新化合物的作用時可以縮小搜索范圍。

此外,該系統(tǒng)還集成了自然語言處理功能,使它可以瀏覽大量的研究論文、文獻和數(shù)據(jù)庫,以找到重要的信息。 Cambridge-1 AI超級計算機也將用于增壓醫(yī)療保健研究,以幫助改善患者護理、診斷和醫(yī)療用品的交付。例如,這樣的系統(tǒng)可以用于確定病毒如何更準確地傳播,并提供針對性的疫苗或封鎖來幫助遏制病原體。

責任編輯:gt

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