CSR、ESG實踐案例：技嘉助攻成功大學　勇奪亞太HPC-AI電腦競賽冠軍

專精伺服器的行家達人，習慣用產品規格、評測與跑分標準來談論產品屬性；比如說，新一代處理器比上一代添增幾顆核心、幾條執行緒，或是使用某種高速直接互連技術，可以達成每秒幾千兆位元的資料傳輸速率，等等。這些數據必然重要，但它們之所以重要，因為先進運算力和高科技產品能夠改善社會，增進人類的福祉。因此，科技公司除了鑽研技術的研發和發表新產品之外，還要將資源分享給有潛力的年輕新秀，讓他們能掌握尖端科技，嘗試為全世界做出貢獻。

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技嘉科技是聞名全球的伺服器解決方案品牌，所服務的客群橫跨不同領域，包括雲端運算、資料中心、邊緣運算、金融業、醫療健保、製造業，等等。技嘉積極投入企業社會責任(CSR)及環境、社會和企業治理(ESG)工作，努力朝向永續發展目標(SDG)邁進。從2001年開始，技嘉教育基金會每年舉辦GIGABYTE Great Design「奇想設計大賽」，表揚年輕學子的創新發明，並鼓勵他們參加德國iF產品設計獎等重大國際賽事。節能減碳方面，技嘉在2009年做出承諾，將於2030年減碳50%；經過全體同仁努力，確認能提早五年，也就是在2025年達成目標。技嘉增進員工的健康福祉，同時貢獻於社會與環境的長期努力備受肯定，2020年入榜《富比士》雜誌「最佳雇主排行榜」，並屢次入選「台灣最佳國際品牌」。

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當技嘉對CSR與ESG的投入，有機會透過頂尖伺服器產品呈現，會激發出什麼樣的精采火花？在此分享2020年，台灣成功大學榮獲亞太地區「高速運算暨人工智慧學生競賽」(APAC HPC-AI Competition)第一名的有趣歷程。這些同學是代表台灣出征的「超級電腦國手」，而他們的最佳隊友，正是技嘉科技G系列GPU協同運算伺服器當中，G482-Z50這款產品！

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由新加坡高速運算暨人工智慧諮詢委員會（HPC-AI Advisory Council），及新加坡國家超級運算中心（NSCC）舉辦的「高速運算暨人工智慧學生競賽」，歷年來由輝達NVIDIA等業界領袖大力贊助，目的是將大專院校與研究單位的人才培育，與現實世界AI和HPC的實際應用接軌，讓潛能無窮的超級電腦生力軍能把握機會，直接挑戰攸關人類安危的重大研究議題。這場活動，不但能激發出年輕學子的潛力，還可以幫助學生做好準備，提早面對未來工作會遇到的複雜運算問題。

「高效能運算和人工智慧是促進科學發展最關鍵的工具，而我們的使命，就是培育下一代的超級電腦技術人才，並且發展新一代的運算平台與知識，」新加坡高速運算暨人工智慧諮詢委員會主席Gilad Shainer表示。

歷年舉辦的「高速運算暨人工智慧學生競賽」當中，成功大學不曾缺席。2020年，成大工程科學系講座教授黃吉川、及助理研究員李朝琴（同學們都叫他Michael），帶領兩支成大學生團隊，出征參與競賽。

主辦單位設計四項困難的運算題目，挑戰參賽的學生團隊。第一題是針對人工智慧應用，要求參賽者使用由Google開發的自然語言處理（NLP）與機器學習訓練技術BERT，突破既有的世界紀錄。第二題針對高效能運算，學生被要求使用氣候模擬軟體NEMO，打破熱洋流循環模擬的世界紀錄。第三、第四題是為當下影響全人類的疫情危機，嚴重特殊傳染性肺炎（俗稱新冠肺炎）所設計，要求學生使用分子動力學模擬軟體NAMD，在最短時間內做出病毒模型的分子模擬，並且提供開放題，讓學生提案，如何使用HPC或AI協助對抗新冠肺炎疫情。

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技嘉科技積極投入CSR與ESG工作，並且是領先業界的伺服器解決方案品牌，因此能夠成為成功大學出征超級電腦競賽的神隊友。技嘉提供四台G482-Z50伺服器給成大團隊，讓同學們能使用國際水準的頂尖伺服器產品練兵，操作先進的HPC與AI技術，企圖解決棘手的運算問題。

「技嘉科技提供給我們的伺服器產品，完全符合國際競賽需求，感謝技嘉支持成大培育新一代的HPC與AI人才，」助理研究員李朝琴說道。「參加國際比賽獲大獎，不只攸關學校的聲望和學生的生涯發展，重點是栽培超級電腦領域的年輕生力軍，期待他們有一天能貢獻社會，幫助全人類。」

成大學生團隊將伺服器架設在校園的電腦實驗室當中，再將伺服器串聯組成運算叢集，透過分散式運算技術，達成單一電腦所無法提供的超級電腦運算效能。主辦單位指定使用的軟體程式，皆安裝在伺服器上，在黃教授和「Michael教練」的帶領下，同學們開始長期抗戰，企圖在競賽當天突破HPC與AI的世界紀錄。

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同學們日以繼夜，利用上課考試外的空檔時間，練習使用技嘉伺服器挑戰電腦競賽的比賽項目。練習過程大致如下：首先，同學一起研究新發表的計算機科學理論文獻，企圖找出可能打破世界紀錄的理論架構。找到有潛力的理論架構，就會約時間與黃教授和李教練開會，確定方向是否正確。接著，他們依照理論架構，在伺服器上調整軟體參數，看看是否能達成更好的運算效果。如果有重大突破，Michael就會帶同學出去吃飯，慶祝一下。如果實驗失敗，同學們也不曾灰心，重新開始討論，尋找新的方向。

開賽前的幾個月內，成大的超級電腦團隊找出突破世界紀錄的運算方法，讓他們得以在競賽當天，勝過其他頂尖學院。漫長的訓練過程中，技嘉伺服器是同學們的好夥伴，先進、可靠的運算設備，能隨時用來測試新的軟體參數。競賽是在2020年十月十五日舉辦，但早在那之前，成大團隊已經獲得了不起的運算成果，一切都是在成大校園的電腦實驗室內，技嘉G482-Z50伺服器上發生。

超級電腦團隊表示，技嘉伺服器提供三項關鍵優勢，有助於他們打破世界紀錄，成為「台灣之光」：

1. 結合先進中央處理器(CPU)及圖形處理器(GPU)，提供卓越平行運算效能。
2. 伺服器間無縫串聯，提供高吞吐量、超低延遲的數據傳輸。
3. 高可用性功能，提供無與倫比的穩定特性，伺服器日以繼夜連續運作，也不曾發生問題。

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想要打破世界紀錄，就得使用正確的運算工具。有些工作負載適合使用架構較為複雜、功能較為廣泛的中央處理器(CPU)來執行，而有些工作適合使用高效率的通用圖形處理器(GPGPU)加速處理。「高速運算暨人工智慧學生競賽」主辦單位深諳這個道理，因此，某些考題指定使用CPU或GPU來運算。理想的伺服器解決方案，應當搭載CPU和GPGPU加速器等不同處理器選項，並且發揮卓越的平行運算功能，好讓使用者依照狀況彈性使用。《詞彙學習：花你一分鐘，一次看懂關於通用圖形處理器GPGPU》

技嘉伺服器搭載最先進的處理器產品：CPU方面，可選擇Intel® Xeon®可擴展平台、AMD EPYC™，或甚至跳脫x86架構，採用ARM架構的Ampere® Altra®處理器。成大使用的G482-Z50伺服器，最多還可添加十張PCIe Gen 3.0 GPGPU加速卡，雙核心中央處理器的每一顆核心，透過PCIe連接五張加速卡，PCIe連接技術有助於降低傳輸數據的延遲。除了成大團隊所使用的NVIDIA® GPU之外，G482-Z50也可搭載其他加速卡產品，例如AMD Radeon Instinct™ MI100。

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高效能運算的實用案例當中，使用者常將伺服器串聯在一起，組成叢集。成大團隊採用100 Gbps InfiniBand (IB)交換器連接四台伺服器，IB交換器的特性是吞吐量高、延遲低。技嘉伺服器也支援其他網路技術，例如乙太網路(Ethernet)，透過無遮蔽雙絞線(UTP)或光纖技術傳輸數據。

成大團隊在伺服器上安裝Linux作業系統，再灌入OpenZFS檔案系統，及Open MPI訊息傳遞介面。OpenZFS檔案系統的優勢，就是類似更進階的網路附加儲存裝置(NAS)，檔案分散儲存在數台伺服器上，而非單一伺服器上，如此一來，能大幅提升檔案系統的讀取速度。Open MPI的好處是，同學們能使用任何一台伺服器與整個叢集連線，Open MPI可依照每一台伺服器的資源使用狀況，自動分配運算工作，達成最優化的效益。技嘉G482-Z50也支援Red Hat Enterprise Linux (RHEL)、SUSE Linux Enterprise Server (SLES)，還有其他不同作業系統。

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準備參加競賽的期間，成大同學們馬不停蹄，不斷在技嘉伺服器上調整參數，測試新的演算模式。對技嘉伺服器而言，不停機完全不構成問題，關鍵在於獨家開發的高可用性功能。

高可用性功能首推智慧型危機管理與防護(SCMP)，這是技嘉的專利功能，應用在使用非完全冗餘電源設計的伺服器上，如果有一部電源供應器(PSU)出現故障或過熱狀況，SCMP將自動讓中央處理器進入超低頻模式以降低電力負載，避免系統因意外瞬間停機，而導致硬體損壞或資料遺失。

電壓瞬間調頻(SmaRT)是技嘉全系列伺服器產品共有的特殊配備，為防止停電導致硬體損壞或資料遺失，當交流電中斷時，SmaRT將自動讓系統進入超低頻模式，降低電力負載，維持可用性，並且利用PSU裡面的電容，維持十到二十毫秒的供電，直到備用電源啟動，確保硬體穩定運作及資料安全。

技嘉伺服器亦搭載雙唯讀記憶體架構，能確保伺服器運作不中斷，當主要BMC或BIOS因硬體損壞而無法開機時，系統會由備援的BMC或BIOS接手啟動。備援BMC能透過同步功能，在使用者更新主要BMC時自動更新；BIOS則由用戶自行選擇想更新的軟體版本與媒體。備援機制啟動時，系統以原廠設定狀態來維持運作。

2020年亞太地區「高速運算暨人工智慧學生競賽」當天，成大學生團隊憑藉著使用技嘉伺服器訓練出來的HPC與AI運算技能，還有自己長期不懈的辛苦努力，終於找到絕佳的機會，在國際舞台上發光發熱。成大贏得當年亞太區競賽冠軍，勝過南京大學、新加坡南洋理工大學、澳洲新南威爾斯大學等許多頂尖的大專院校。成大不但勝過其他學校，學生們的運算結果，甚至超越當時的全球紀錄。例如比賽的第一題，要求學生用BERT突破自然語言處理訓練紀錄，成大團隊以正確率87.7%的MultiNLI語意資料庫判讀結果，領先其他國際研究團隊，包括美國聖地牙哥加利福尼亞大學所達成的87.2%正確率，及史丹佛大學達成的87.16%正確率。

「全球人類的共同未來，仰賴我們開發每一位優秀學子的潛能，尤其在現今充滿挑戰的世界當中，」新加坡國家超級運算中心主任陳定煒教授直言。「今年參賽團隊的熱情與毅力，提醒我們大家要保持彈性、迎頭面對挑戰，才有機會適應全球的新常態。」

2021年亞太地區「高速運算暨人工智慧學生競賽」當中，成大超級電腦團隊再度表現優異，黃吉川教授說，競賽期間特別感謝成功大學工學院、成功大學工程科學系、及技嘉科技提供的運算資源與幫助。

技嘉科技樂見台灣的頂尖研究型大學，使用技嘉伺服器產品，培育下一代的AI與HPC人才。技嘉推出先進伺服器解決方案，不但協助科學家面對二十一世紀最具挑戰性的研究問題（包括人工智慧、氣候變遷、新冠肺炎，等等），還可提供給初露鋒芒的年輕新秀使用，證明只要投資下一代的人才，我們就有機會克服當下的難題，迎向更光明的明日。這符合技嘉科技投入CSR、ESG的長期努力目標，也呼應技嘉科技的企業宗旨：「創新科技，美化人生」，相信高科技解決方案只要能用對地方，明日世界將會更美好，全人類都能過著更幸福的生活。

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