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來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自tomshardware，謝謝。
AMD Instinct MI300A APU 的工程師們發表了關於打造“百億億次異構處理”未來的研究成果。MI300A 是 El Capitan 的核心處理器，預計今年開始運行後將成爲世界上速度最快的超級計算機。預計它的運行速度將達到每秒 2 百億億次浮點運算。
13 位 AMD 科學家在最近的研究論文中合作，建立了實現百億億次浮點性能的方法和手段。上面來自 X的帖子提供了研究過程的絕佳鳥瞰圖，由該論文的一位作者發佈。雖然 MI300A 的存在無疑不是什麼新鮮事，它於 2023 年 5 月首次爲公衆所知，但昨天在 ISCA 2024 上發表的新論文有助於揭示詳細的製作過程——正是 AMD 的想法讓他們優先考慮 APU 而不是專用 GPU 進行百億億次計算。
十多年前，美國能源部選擇 AMD 參與超級計算機研究，Instinct MI300A 應運而生。美國能源部期待超級計算機以百億億次浮點運算的速度運行，但隨着摩爾定律即將終結，它知道必須進行更深刻的創新才能實現這一目標。儘管功能強大，但 AMD 認爲獨立顯卡會帶來太多空間限制和功耗，無法實現可擴展和百億億次級。因此，它開始研究“百億億次級異構處理器”。EHP 項目基於打造一款能夠與自身多個副本同步的強大企業級APU，它首先體現在 Frontier 中，這是世界上第一臺達到百億億次浮點運算速度的超級計算機。
儘管 Frontier 超級計算機在首次推出時就取得了巨大成功，成爲世界上速度最快的超級計算機，但 AMD 並未完全實現其 EHP 計劃。Frontier 基於 EHP 研究的基礎，但使用專用的 MI250X 圖形加速器，而不是 AMD 希望的一體式 APU 解決方案。爲了按時推出 Frontier，必須做出這種犧牲，因爲 AMD 的 V-Cache 堆疊技術雖然前景光明，但尚未準備好迎接黃金時段。Frontier 期間計劃的 EHP 第三次修訂版需要在每個 GPU 芯片頂部堆疊 HBM 模塊，以及其他當時不可能完成的任務。3D V-Cache 不得不等待更長時間，這意味着 Frontier 推出時狀態並不完美，但功能強大。
最終，3D V-Cache 成爲了如今的革命性技術，EHP 也準備好衝過終點線。這款新的 APU 是基於 Frontier 內部 EPYC 處理器的 CPU 架構而誕生的。藉助統一的 Infinity Fabric 內存總線，MI300A 最終可以在其圖形和處理核心之間實現以 TB/s 爲單位的傳輸時間。
作爲 EHP 項目的最終形態，MI300A 絕非玩笑。APU 擁有 24 個 Zen 4 x86 CPU 核心（分佈在三個芯片中），以及 228 個 CDNA 3 GPU 計算單元和 128 GB 統一 HBM3 內存（運行速度爲 5.2 GT/s），全部融入第四代 Infinity 架構中。其規格表上的數字似乎是拼寫錯誤，峯值內存帶寬爲 5.3 TB/s，理論峯值 AI 性能爲 3922 TFLOPS（此處插入三個不同的免責聲明）。
MI300A APU 上的 GPU 性能大大高於 Frontier 中 MI250X 的專用 GPU 性能。在一系列 HPC 工作負載綜合基準測試中，MI300A 的輸出結果比 MI250X 快 1.25 倍到 2.75 倍。平均性能翻倍無疑證明了 AMD 和能源部爭取 EHP 是正確的。
當然，MI300A 並非獨立運行，因爲它設計用於四個 APU 陣列。每個 APU 都有八個 128 GB/s Infinity Fabric 接口，可實現 1 TB/s 的雙向連接。在四個 APU 的配置中，每個 APU 都可以快速通信，同時所有 APU 都具有 PCIe Gen5 x16 連接。將其擴展到超級計算機，能源部最新的玩具 El Capitan 估計可以以 2 exaFLOPS 的速度運行。
El Capitan 部署後將碾壓全球頂級超級計算機。採用 AMD 技術的 Frontier 仍然是世界上最快的超級計算機，峯值速度爲 1.2 exaFLOPS。只有一臺計算機達到了 1 exaFLOPS，其餘計算機的速度都在 500 teraFLOPS 或更低。El Capitan 的預期結果將輕鬆奪得第一，成爲目前全球前 10 名排行榜上的第三臺採用 AMD 技術的超級計算機。