AI運算不靠它不行 超級電腦多厲害、台灣布局一次看

事实上，AI要落地应用，必须仰赖「超级电脑」（Supercomputer）的庞大算力与速度。图／联合报系资料照片

辉达执行长黄仁勋、超微董事长暨总裁苏姿丰等科技业巨头来台湾参加台北国际电脑展（COMPUTEX），炒热人工智慧（AI）话题。事实上，AI要落地应用，必须仰赖「超级电脑」（Supercomputer）的庞大算力与速度。

连黄仁勋都建议台湾投资建置的超级电脑，究竟有多超级、可带来哪些贡献、台湾最新布局为何，3大关键解析一次看。

何谓超级电脑？

超级电脑由许多计算节点组成，每个节点都有自己的处理器、记忆体和储存空间，将多个计算节点组装串接，就可构建出高效率、高性能的运算平台，并能执行一般个人电脑（PC）或桌机无法处理的庞大、复杂计算问题。

视觉上，超级电脑体积非常庞大、甚至可占地一整面网球场，组装起来的机柜可比人还要高。

国家高速网路与计算中心主任张朝亮说明，国际间以「浮点运算」（FLOPS，Floating-point operations persecond）作为超级电脑速度单位，以1个petaFLOPS来说，等于每秒可进行10的15次方、即1千兆次浮点运算；反观个人电脑，如果能达到每秒10的9次方，就可说是非常了不起了。

当今世界上最强的超级电脑，是美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的Frontier，搭载超微（AMD）处理器，运算速度达exaFLOPS等级，1个exaFLOPS等于每秒可进行10的18次方、即100京次的浮点运算，据最新统计，Frontier已具备1.206 exaFLOPS算力。

进一步检视超级电脑2大主要组成，即图形处理器（GPU）和中央处理器（CPU）。

张朝亮表示，20、30年前一般电脑都是用CPU进行运算，GPU起初则是用来处理影像，实际上，要做到准确3D效果、影像拉近拉远，背后牵涉非常复杂的数学运算，后来，设计GPU起家的辉达也发现，GPU不只能处理影像， 若用在计算，可变成「CPU的加速器」，也造就近10年开始，以GPU为计算核心引擎的超级电脑相继诞生。

然而，并非所有的计算，都可以用GPU取代CPU，张朝亮说，以CPU为主的超级电脑，是应用在物理、化学、数学、大气科学、工程、生命科学等领域的泛用运算；ChatGPT等大型语言模型（LLM）训练以及其他AI相关运算，则是用GPU为主的超级电脑，会快速非常多。

也就是说，GPU是发展AI的必要条件，当一代代的GPU效能愈发强大，就可加速推进AI落地应用的时程。

超级电脑有何贡献？

张朝亮指出，超级电脑能做到的事情非常广泛，比较民生的面向包含用于提升气象预报准确度，以及长期的气候测报分析，让可能受影响的地区得以周全因应；在COVID-19疫情期间，国际间运用超级电脑计算模拟一个人咳嗽产生的流场、飞沫扩散路径及影响范围，以此订定安全社交距离。

同时，加速新型药物、疫苗开发，病理影像分析、精准诊断，甚至晶片、新材料开发，都可借助超级电脑的威力。

举例来说，国网中心的台湾杉二号（TAIWANIA2）超级电脑，每秒能进行高达176万张的AI影像训练，可大幅缩短标记肿瘤位置、疾病检测与病原鉴定等应用所需要的时间，从几天缩减到数小时。

张朝亮表示，美国国家航空暨太空总署（NASA）许多航太计划的运算，也仰仗超级电脑让其如虎添翼，包括绕地球或绕月飞行轨道、火箭设计、载具返回地球的落点预测、太阳研究等。

台湾超级电脑布局？

张朝亮指出，在算力即国力的时代，美国、欧洲、日本、韩国等主要先进国家或地区正在不断扩大投资算力，买进高效能处理器，台湾必须跟上这股趋势、甚至超前部署，才有机会赶上国内产学研界对AI、算力的庞大需求。

目前国内最厉害的超级电脑，是辉达（NVIDIA）建置的Taipei-1，拥有22.3 petaFLOPS算力，在全球超级电脑前500强榜单中，位列第38名；Taipei-1部分高速运算资源，免费提供国内研发使用。

台湾杉二号则具备9 petaFLOPS算力，张朝亮表示，2018年建置时，台湾杉二号排名居世界第20名，但近年随AI蓬勃发展，世界各国政府与厂商相继投入超级电脑布局，导致台湾杉二号在国际间显得相对弱势。

不过，张朝亮指出，2023年为训练台湾繁体中文「可信任人工智慧对话引擎」（TAIDE），国网中心已买进辉达72片较先进的H100 GPU，今年也启动升级算力专案，GPU为主的超级电脑到年底将拥有16petaFLOPS算力；明年则规划提升至100到120petaFLOPS，最终规模端视核定经费而定。

至于国网中心以CPU为主的超级电脑，张朝亮说明，包含2021年开始服务的台湾杉三号（TAIWANIA3），算力为2.3 petaFLOPS，以及预计今年6月底、7月初上线的创进号（Forerunner-1），算力则为3.53petaFLOPS。

台湾居世界前500大的超级电脑，除Taipei-1、台湾杉二号、台湾杉三号、创进号，还包含交通部中央气象署携手富士通建构的2个系统。