Khám phá những công nghệ nổi trội của siêu máy tính Viettel

Thứ Hai, 17/5/2021| 9:33

Sử dụng các công nghệ tăng tốc tính toán, thiết bị chuyển mạch và phần mềm đồng bộ nổi trội trên thế giới, siêu máy tính Viettel có hiệu năng tính toán hàng đầu Việt Nam, với tốc độ xử lý 20 triệu tỷ phép tính/giây.

Mới đây, Trung tâm Không gian mạng Viettel, đơn vị một thành viên Tập đoàn Viettel vừa chính thức vận hành hệ thống tính toán hiệu năng cao tại Trung tâm dữ liệu Viettel, cũng là Trung tâm dữ liệu lớn nhất của Việt Nam hiện nay.

Đây là bước ngoặt giúp Viettel nâng cao năng lực tính toán để xây dựng và vận hành mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) phức tạp hơn trong thời gian ngắn, khi nhu cầu tính toán tăng mạnh cả về số lượng và quy mô.

Hệ thống mà Viettel đầu tư có hiệu năng tính toán hàng đầu Việt Nam, đạt 20 Petaflops (20 triệu tỉ phép tính/giây), giúp giảm thời gian huấn luyện máy học giảm hàng chục lần. Nhờ đó, Trung tâm Không gian mạng Viettel có thể "huấn luyện" song song nhiều mô hình đồng thời, với độ phức tạp cao. Hệ thống này cũng huấn luyện cải tiến mô hình liên tục, rút ngắn thời gian nâng cao chất lượng các mô hình AI.

Khám giá những công nghệ nổi trội của siêu máy tính ViettelHệ thống siêu máy tính Viettel 

Siêu máy tính được Viettel đầu tư sử dụng các công nghệ tăng tốc tính toán, thiết bị chuyển mạch và phần mềm đồng bộ, tương tự công nghệ của các siêu máy tính trong top 500 thế giới.

Những công nghệ nổi trội của siêu máy tính Viettel

Các siêu máy tính thường được tạo thành từ nhiều khối máy tính được kết nối lại với nhau, thành một cỗ máy hợp nhất. Nó được dùng cho các ngành cần tính toán nhiều như khoa học, vật lý, toán học. Các hệ thống siêu máy tính hiện tại thường có khoảng vài trăm máy tính nhỏ khác, mỗi máy tính nhỏ được trang bị cấu hình cực mạnh.

Tương tự như vậy, hệ thống siêu máy tính của Viettel cũng bao gồm 2 thành phần cơ bản là các node tính toán và hệ thống chuyển mạch để kết nối các node tính toán này.

Các node tính toán của Viettel hiện sử dụng card tăng tốc tính toán GPU A100 của NVIDIA. Đây cũng là card tăng tốc tính toán được dùng cho nhiều hệ thống siêu máy tính, xu hướng của thế giới trong siêu máy tính là sử dụng thêm GPU để tăng sức mạnh tính toán AI. Có thể thấy trong Top 10 các siêu máy tính hiện nay thì đến 6 siêu máy tính có sử dụng các card tăng tốc tính toán của NVIDIA. Trong đó, card A100 là kiến trúc mới nhất, hiệu năng cao nhất và đặc biệt ứng dụng tốt cho các bài toán về huấn luyện mô hình deep learning.

Còn về phần kết nối, do các máy chủ tính toán hoạt động với hiệu năng rất cao, nên kết nối giữa các máy chủ này cũng phải là các thiết bị hiệu năng cao. Nếu không sẽ dẫn đến các tắc nghẽn ở tầng mạng (network), khiến cho không thể đồng thời huy động được hết năng lực tính toán của toàn bộ hệ thống.

Để giải quyết vấn đề này, siêu máy tính được Viettel đầu tư sử dụng công nghệ chuyển mạch InfiniBand. Đây là công nghệ chuyển mạch tốc độ cao (1 port Infiniband HDR cho tốc độ 200 Gb/s) và độ trễ cực thấp (mức nano second), chính vì thế hệ thống siêu máy tính nào cũng sử dụng.

Đặc biệt, Viettel lựa chọn thiết bị của Mellanox, một công ty dẫn đầu trong lĩnh vực switch chuyển mạch hiệu năng cao, switch Infiniband của Viettel đầu tư có độ trễ khoảng 140 ns. Mức trễ thấp này sẽ hỗ trợ được các giao thức, cho phép máy chủ này có thể huấn luyện được dữ liệu nằm trên các máy chủ khác, mà không gây tắc nghẽn.

Chính việc sử dụng các công nghệ ưu việt trên, năng lực tính toán của siêu máy tính Viettel lên tới 20 Petaflops AI, tức là đạt 20 triệu tỷ phép tính/giây cho các tính toán huấn luyện mô hình AI. Về quy mô theo mô hình kiến trúc siêu máy tính SuperPod của NVIDIA đưa ra thì Viettel hiện là Mini SuperPod. Hiệu năng này đang giữ vị trí hàng đầu tại Việt Nam cho nghiên cứu AI, tuy nhiên nếu so với các siêu máy tính Top đầu thế giới thì còn khoảng cách khá xa và cần lộ trình cũng như chiến lược đầu tư dài hạn. Ví dụ, siêu máy tính Fugaku (Nhật Bản) với hiệu năng tính toán lên đến 442,010 Petaflops, tức là gấp 22 lần hệ thống của Viettel.

Trước đó, tại Việt Nam, tháng 5/2020, Viện Nghiên cứu AI VinAI Research, Tập đoàn Vingroup cũng đã công bố việc đầu tư siêu máy tính AI - NVIDIA. Thiết bị có hiệu năng tính toán lên đến 5 Petaflops (thực hiện 5 triệu tỷ phép tính một giây).

Viettel giữ vai trò chủ lực ứng dụng AI trong lĩnh vực quân sự, quốc phòng

Việc đưa hệ thống siêu máy tính vào vận hành đã đánh dấu bước phát triển mới của Viettel trong việc hiện thực hóa Quyết định ban hành chiến lược quốc gia về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng AI đến năm 2030 được Thủ tướng Chính phủ ban hành tháng 1 vừa qua.

Ông Nguyễn Đình Chiến - Phó tổng Giám đốc Tập đoàn Viettel đánh giá: "Viettel quyết tâm đầu tư vào AI, là lĩnh vực quan trọng để thực hiện sứ mệnh tiên phong, chủ lực kiến tạo xã hội số. Khoản đầu tư này sẽ cho phép Viettel thỏa sức sáng tạo, thu hút các chuyên gia đầu ngành về AI, sẵn sàng nhận những nhiệm vụ lớn của đất nước về AI".

Trao đổi thêm với phóng viên Tạp chí TT&TT về chiến lược, tham vọng của Viettel khi phát triển siêu máy tính này, đại diện Viettel cho biết việc đưa vào vận hành hệ thống siêu máy tính giúp Viettel tiếp tục giữ vị trí dẫn đầu tại Việt Nam trong nghiên cứu, phát triển và ứng dụng AI vào các nền tảng chuyển đổi số, đưa ra các sản phẩm công nghệ cao tại Việt Nam và vươn ra thế giới. Cụ thể là có năng lực tính toán huấn luyện đủ tốt để nghiên cứu các mô hình AI tiên tiến nhất trên thế giới. Đây cũng là tiền đề để Viettel đầu tư và vận hành, nghiên cứu các kiến trúc siêu máy tính, là nền tảng để đầu tư hệ thống siêu máy tính quốc gia sau này./.

(Tạp chí TT&TT)

Top