SC22 | 更加环保和节能：NVIDIA 赋能的新一代系统指明数据中心未来发展方向

虽然摩尔定律已经终结，但提升计算性能的需求却永无止境。为此，采用传统方法的成本与功耗也将成倍增加。

与此同时，为减缓气候变化所带来的影响，我们需要更加高效的数据中心。全球数据中心每年的能耗已经超过 200 兆瓦时，占全球总能耗的 2%。

最新发布的 Green500 榜单展现了加速计算的能效。上榜的均是全球最高效的超级计算机，其中排名前 30 的系统都采用了加速计算。加速计算在能效方面的影响是非常惊人的。

据 NVIDIA 估计 TOP500 榜单上的系统每年需要消耗超过 5 太瓦时或价值 7.5 亿美元的能源。

但如果 TOP500 榜单上的系统都能够像 Green500 榜单上排名前 30 的系统那样高效，那么这一数字就能削减 80% 以上，即只需消耗 1.5 亿美元的能源，足足节省 4 太瓦时。

反之，以如今 TOP500 系统的电力预算，如果这些超级计算机都能达到 Green500 榜单中排名前 30 的系统的效率，则能够提供 5 倍于如今的性能。

而最新 Green500 系统所突显的效率提升还只是冰山一角。NVIDIA 正在不断改进其 CPU、GPU、软件和系统组合的能耗。

Hopper 在 Green500 榜单上的首次亮相

在最新 Green500 榜单上排名前 30 的系统中，有 23 个采用了 NVIDIA 的技术。

其中最引人注目的是，纽约市 Flatiron 研究所的风冷式 ThinkSystem 位列 Green500 榜首，它由联想公司制造，搭载了 NVIDIA Hopper H100 GPU。

这台超级计算机，又名 Henri。根据 Green500 的数据，Henri 每瓦可进行 650 亿次双精度浮点运算，将被用于解决计算天体物理学、生物学、数学、神经科学和量子物理学领域的问题。

TOP500 新上榜单的系统中，速度最快的新计算机是非营利性联盟 Cineca 管理的 Leonardo。该系统采用了近 14,000 个 NVIDIA A100 GPU，在 TOP500 榜单中位列第 4，同时在 Green500 榜单中也排在第 13 位。

在 TOP500 榜单上，共有 361 个系统采用了 NVIDIA 技术，而 90% 的新系统都采用了 NVIDIA 技术（参见图表）。

最新 TOP500 榜单上使用 NVIDIA 技术的系统数量达到历史新高

新一代加速数据中心

NVIDIA 还在开发能够为加速数据中心提供更高能效与性能的新计算架构。

今年早些时候发布的 Grace CPU 和 Grace Hopper 超级芯片将进一步大幅提升 NVIDIA 加速计算平台的能效。凭借 Grace CPU 和低功耗 LPDDR5X 内存的惊人效率，Grace CPU 超级芯片的每瓦性能最高可达到传统 CPU 的两倍。

假设一座 100 万瓦的高性能计算数据中心将 20% 的电力分配给 CPU 分区，将 80% 的电力分配给使用 Grace 和 Grace Hopper 的加速分区，则与基于 x86、采用类似分区方法的数据中心相比，该数据中心可以在相同的电力预算下完成 1.8 倍的工作。

DPU 进一步提升效率

除了 Grace 和 Grace Hopper，NVIDIA 网络技术也大大加快了云原生超级计算的速度。同时，仿真使用量的增加也推动了对超级计算服务的需求。

包含了 NVIDIA BlueField-3 DPU 的 NVIDIA Quantum-2 InfiniBand 平台提供了云计算服务提供商和超级计算中心所需的极高性能、广泛的可用性与强大的安全性。

最近的一份白皮书对此进行了描述，展示了如何使用 DPU 来卸载和加速网络、安全、存储或其他基础设施功能以及控制平面应用，从而将服务器功耗降低 30%。

节省的电量与服务器负载量成正比。一座拥有 1 万台服务器的大型数据中心在三年的服务器寿命期内，可以轻松节省 500 万美元的电费，另外还可以节省冷却、输电、机架空间和服务器投资方面的成本。

加速计算结合 DPU 在网络、安全和存储方面的能力，已成为未来提升数据中心能效的重要一步。

事半功倍

科学研究的方法在迅速转变，通过基于数据分析、人工智能和物理学仿真等方式的驱动，更高效的计算机将能够成为下一代科学突破的关键。

NVIDIA 正致力于为研究者提供针对这种全新科学研究方法进行优化的多学科高性能计算平台，同时兼顾性能与效率，助力科学家能够藉此开展造福全人类的重大研究。

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