英伟达Vera CPU为洛斯阿拉莫斯国家实验室开辟自主科学AI新路径

我们在高性能计算和科学计算领域，又迎来了一个重量级消息。洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）宣布，将携手HPE和NVIDIA，打造三台全新的超级计算机——代号分别是Mission、Vision和Veritas。这三台机器的核心看点？它们全面采用了NVIDIA Vera CPU，目标直指加速科学发现，并为所谓的“袋里式科学AI”铺平道路。

这套新系统基于HPE Cray Supercomputing GX5000架构，并与NVIDIA Vera Rubin平台深度整合。具体来说，它集成了NVIDIA Vera CPU、NVIDIA Rubin GPU以及NVIDIA Quantum-X800 InfiniBand网络。在规划中，Mission超级计算机将配备NVIDIA Vera Rubin GPU节点，以及多达2300颗独立的NVIDIA Vera CPU（采用HPE Cray GX240刀片架构）。而Veritas，则会搭载约1150颗独立Vera CPU，作为对Vera Rubin节点的补充。

值得一提的是，Veritas将与Mission和Vision同步上线，专门服务于实验室的“实验室指导研究与发展计划”（LDRD）。它的使命很明确：加速“袋里式科学AI”的实现。这套系统将作为试验田，为未来在LANL建造更大规模系统进行技术验证。

研究人员正在为科学引入一种全新的工具——AI袋里。这些袋里能够自主形成假设、选择工具、启动模拟、分析输出结果，并迭代优化下一步行动。LANL此前公开的URSA（通用研究与科学袋里）项目，就是这一方向的前瞻性探索。URSA目前运行在Venado系统上，很快也将部署至Mission和Vision。它是一种模块化、由反馈驱动的AI框架，旨在帮助科学家头脑风暴假设、规划实验、运行模拟并分析结果。LANL的测试显示，在处理URSA工作负载时，Vera CPU的性能是Crossroads x86超级计算机CPU的7倍。

Vera CPU：专为AI袋里与科学模拟而生

在LANL对NVIDIA Vera CPU的早期测试中，他们使用了开源蒙特卡洛热传导模拟工具——Branson。结果令人印象深刻：Vera的表现超过了Crossroads x86超级计算机所用CPU的3倍以上。这背后的功臣，是Vera CPU自身的设计，包括其定制的Olympus核心、LPDDR5内存和高速片上互联架构。

具体来说，一颗单独的Vera CPU，性能是单路x86 CPU的三倍多，同时每核内存带宽是后者的4倍，每节点内存更是达到了6倍。对于LANL而言，这直接意味着科学成果的加速产出。并且，实验室所有的超级计算机都是由硬件架构师、系统软件开发者、领域科学家、计算机科学家和应用数学家联合设计的——这确保了整个系统是由真实的科学工作负载塑造，而非仅凭抽象的基准测试。

站在历代系统之上：从Venado到Mission

按计划，Mission超级计算机将于2027年投入运行。它将成为美国国家核安全局（NNSA）先进模拟与计算（ASC）计划中的第五台先进技术系统，并取代Crossroads，承载机密的国防安全工作负载。同样在2027年上线的Vision，则将作为基础科学的资源平台，覆盖材料科学、核科学、能源建模、生物医学研究以及AI等领域。它能让更多科学家在进入更高阶、更关键的工作之前，先在这里测试方法、训练模型、探索想法。

这项合作成果，是LANL与NVIDIA在CPU领域长达十多年深度协作的延续。从Grace到Vera，双方一直秉持“极限协同设计”的理念，专门针对LANL的模拟工作负载进行优化。这三台新超级计算机，正是建立在2024年部署于洛斯阿拉莫斯的Venado系统基础之上。Venado是一台HPE Cray EX超级计算机，搭载了NVIDIA GH200 Grace Hopper超级芯片和NVIDIA Grace CPU超级芯片。