Supercomputing AI Cos’è il supercomputing AI?
Si parla di supercomputing AI quando le organizzazioni utilizzano processori ultraveloci costituiti da centinaia di migliaia di macchine potenti per gestire e interpretare grandi quantità di dati con modelli di intelligenza artificiale (AI).
Tempo di lettura: 4 minuti | Pubblicazione: 03 marzo 2025
Indice
Come funzionano i supercomputer AI?
I supercomputer AI sono in genere costituiti da hardware ottimizzato costituito da centinaia di migliaia di processori, una rete specializzata e un'enorme quantità di storage.
I supercomputer suddividono i carichi di lavoro tra diversi processori, in modo tale che ogni processore svolga una piccola parte del lavoro. Mentre svolgono le singole parti di lavoro, i processori comunicano tra loro, spesso con una certa frequenza. Ogni processore invia un messaggio attraverso una matrice di comunicazione, per consentire lo scambio in più dimensioni: su, giù, sinistra, destra, avanti e indietro, in base al problema. Questo processo multidimensionale contribuisce a mantenere i carichi di lavoro meglio sincronizzati tra loro, consentendo una maggiore velocità di elaborazione.
Sorprendentemente, i supercomputer AI utilizzano sistemi operativi piuttosto ordinari, utilizzando il software Linux per eseguire le applicazioni, la rete e la pianificazione. I programmi di analisi in esecuzione sono generalmente scritti in C o Fortran e trasmettono i messaggi attraverso una libreria di comunicazioni chiamata MPI, che può essere utilizzata su più macchine.
Con circuiti più piccoli e compattati nei circuiti stampati, un supercomputer AI è in grado di funzionare più velocemente, ma si surriscalda di più. Questo perché l’entrata e l’uscita di alimentazione da un chip non è ancora sufficiente e i chip si surriscaldano. Ma con il raggruppamento di centinaia di migliaia di nodi multi-core, i supercomputer hanno esigenze di raffreddamento molto elevate. Per ridurre questo problema, i circuiti vengono realizzati con fili di rame in grado di trasferire energia con una densità di potenza molto elevata. Per dissipare il calore, il supercomputer utilizza anche aria forzata facendo circolare i refrigeranti nell’intero sistema.
In che modo il supercomputing AI è in grado di gestire i carichi di lavoro di analisi?
I motivi per i quali i supercomputer AI possono gestire carichi di lavoro di analisi complessi sono diversi.
Nodi
Per consentire velocità di calcolo estremamente veloci, i supercomputer AI hanno diverse Central Processing Unit. All'interno di queste Central Processing Unit, o nodi, ci sono da 10 a 12 core per eseguire le varie attività. E poiché un supercomputer spesso raggruppa migliaia di nodi all'interno della sua architettura, questo significa che ci sono 12.000 core che lavorano per mille. Quindi, se un singolo supercomputer ha solo un migliaio di nodi, le sue prestazioni di lavoro sono nell'ordine di trilioni di cicli per secondo.
Circuiti
Hanno anche collegamenti cablati molto piccoli in modo tale che il circuito stampato possa contenere maggiore potenza rispetto ai circuiti stampati dei computer tradizionali. Questi due progressi consentono l’interpretazione e l’esecuzione di operazioni aritmetiche e logiche complesse in sequenza.
Elaborazione
Inoltre, i supercomputer utilizzano l'elaborazione parallela per poter eseguire più carichi di lavoro contemporaneamente. Nello specifico, poiché migliaia di attività vengono elaborate contemporaneamente, il lavoro viene svolto in millisecondi. I supercomputer con intelligenza artificiale consentono alle industrie di addestrare modelli più grandi, migliori e più accurati. Inoltre, per una maggiore precisione, i team possono analizzare le informazioni con maggiore rapidità, applicare le conoscenze chiave ai processi, attingere a più fonti e testare più scenari per accelerare i progressi del settore.
Esempi di supercomputer AI
NVIDIA DGX SuperPOD: si tratta di un supercomputer AI ad alte prestazioni progettato da NVIDIA. È costituito da più sistemi NVIDIA DGX interconnessi per fornire una straordinaria potenza di elaborazione per la ricerca e lo sviluppo dell'intelligenza artificiale. Il DGX SuperPOD viene utilizzato per addestrare modelli di intelligenza artificiale su larga scala, eseguire simulazioni complesse e accelerare varie attività di deep learning.
Summit: sviluppato da IBM e HPE e situato presso l'Oak Ridge National Laboratory negli Stati Uniti, Summit è uno dei supercomputer più veloci al mondo. Integra le funzionalità dell'intelligenza artificiale con l’High Performance Computing (HPC) per accelerare la ricerca scientifica. Summit utilizza CPU IBM POWER9 e GPU NVIDIA Tesla V100, che lo rendono altamente efficiente per i carichi di lavoro di intelligenza artificiale, come il deep learning e l'analisi dati.
Fugaku: Fugaku è un supercomputer giapponese sviluppato da RIKEN e Fujitsu. Situato presso il RIKEN Center for Computational Science, è riconosciuto come uno dei supercomputer più veloci al mondo. Fugaku è progettato per gestire un'ampia gamma di applicazioni, incluse AI e machine learning. La sua architettura gli consente di eseguire attività quali il riconoscimento delle immagini, l'elaborazione del linguaggio naturale e altre simulazioni basate sull'AI ad alta velocità.
Questi supercomputer dotati di intelligenza artificiale sono fondamentali per i progressi in vari campi, dalla ricerca scientifica alle applicazioni industriali, grazie alle loro immense capacità di elaborazione.
HPE e supercomputing AI
HPE propone soluzioni HPC/AI per aiutarti a gestire un'ampia gamma di requisiti di scalabilità e carichi di lavoro. Le nostre soluzioni fanno parte di un portafoglio software modulare completo per carichi di lavoro HPC/AI ottimizzati per applicazioni HPC/AI e prestazioni su vasta scala, con la densità e l'affidabilità necessarie per supportare CPU e GPU ad alta potenza.
Inoltre, HPE offre hardware HPC progettato per implementazioni su vasta scala, completamente integrato per distribuzioni di qualsiasi dimensione e realizzato con opzioni di raffreddamento avanzate per piattaforme dense.
I supercomputer HPE Cray sono un approccio completamente nuovo al supercomputing con funzionalità rivoluzionarie. Sono progettati con diverse infrastrutture per fornire una soluzione ottimale a decine di migliaia di nodi. Un server GPU ad alta densità a otto vie offre prestazioni costanti, prevedibili e affidabili garantendo un'elevata produttività nei flussi di lavoro su vasta scala. L'interconnessione Slingshot e Cray Software consentono user experience paragonabili al cloud, insieme ad HPE Performance Cluster Manager per una gestione dei sistemi completa.