如何升級資料中心，為AI時代做好完善準備？（下）叢集運算

就如此《科技指南》上半篇所介紹的資料中心先進冷卻技術，叢集運算並不是新的發明，但它同樣因為人工智慧（AI）的崛起而備受矚目。大型語言模型（LLM）和生成式AI的人工智慧開發過程，仰賴「兆」級規模參數量的人工智慧訓練；使用者和AI模型互動時進行的人工智慧推論，也需要使用大量的運算資源。這些工作都不是單一一台電腦所能獨立完成的。

叢集運算的特點，就是將繁重的運算工作分配給多台互聯的伺服器、工作站，甚至是個人電腦，讓它們一起完成。這是「平行性」科技的一種應用，和平行運算與網格運算相似。叢集運算的三大優勢，分別是高可用性、負載平衡和高效能運算（HPC），這些屬性對AI的開發與應用極為重要，因此AI盛世的指標性科技公司，都將叢集運算視作關鍵技術。

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《了解叢集(Cluster)、叢集運算(Cluster Computing)與分散式運算》

2024年萬眾注目的叢集運算產品，可說是輝達NVIDIA的機架級「百萬兆級運算」AI超級電腦：GB200 NVL72。這座叢集包含36顆NVIDIA Grace中央處理器及72 顆NVIDIA Blackwell圖形處理器，處理器間透過NVIDIA NVLink-C2C可擴充互連技術連接，實現高達900GB/s的連接頻寬，節點間則透過NVLink 交換器系統互聯，完成極低延遲的資料傳輸。另外還有個值得一提的新趨勢則是：輝達的Grace Blackwell和Grace Hopper超級晶片，以及超微AMD的Instinct™ MI300A加速處理器，皆是專為AI與HPC工作負載所設計的處理器產品，單一模組內含不同類型晶片，承擔不同性質的運算任務，藉此產出突破性的超級算力。

技嘉科技是AI伺服器的業界領袖，可根據客戶需求提供合適的叢集運算解決方案。一般而言，如果客戶的資料中心規模小，技嘉可為客戶挑選伺服器，擔當不同節點組成叢集，滿足生醫科技、半導體研究和雲端運算等領域的需求。如果客戶的資料中心規模龐大、運算需求高，則強力推薦使用技嘉推出的整合式人工智慧資料中心解决方案GIGAPOD，此產品由數十台伺服器組成，伺服器間透過互連技術串聯，形成統一單位的強大叢集，發揮極致運算效能。接下來，我們將介紹技嘉的叢集運算產品與成功案例，展現技嘉為客戶提供的多樣化服務。無論你的運算需求是什麼規模，技嘉都能找出最理想的產品組合，讓你走在AI浪潮的最前端。

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《為人工智慧開發所設計的技嘉科技AI伺服器產品》

技嘉可依照客戶的預算與工作需求，挑選合適的伺服器產品組成叢集。叢集的管理可使用客戶自己的軟體，亦可使用技嘉免費提供的伺服器管理平台（GMC）和伺服器管理軟體（GSM），促進多數伺服器的便利管理。西班牙胡安卡洛斯國王大學和台灣陽明交大的兩篇成功案例，證明技嘉是如何將叢集運算技術導入中小型企業或研究機構的IT架構。

● 成功案例 #1

技嘉攜手西班牙胡安卡洛斯國王大學，建立助力學術團隊投入細胞衰老研究的「塔羅斯」（Talos）運算叢集，讓學員運用AI演算法和機器學習分析醫療大數據，找出有價資訊，還能操作時空模擬與生成式模型，推動生物醫學工程發展。技嘉將全體師生需求歸納為三點：一、利用雙精度浮點處理器，透過「可解釋AI」達成運算結果；二、借力平行運算，加速研究成果的產生；三、算力和數據儲存應符合可擴充性條件，為難以預測的未來做好萬全準備。根據這三點要求，技嘉挑選八台伺服器，組成強大的叢集，不但獲得客戶好評，還助其抗老研究持續突破，造福全人類。

叢集內八台伺服器，分別是扮演運算節點的兩台R182-Z91機架式伺服器；扮演加速節點的四台G492-ZD2 GPU協同運算伺服器；扮演儲存節點的S451-3R1儲存伺服器；還有一台R182-Z91，擔任「控制」節點，或稱「首」節點。R182-Z91和G492-ZD2提供雙插槽主機板設計，使CPU核心與執行緒容量提升到最高。G492-ZD2搭配NVIDIA HGX™ A100 8-GPU運算模組，模組內包含八張互相串聯的A100圖形處理器，達成研究團隊預期的雙精度浮點運算和平行運算效果。S451-3R1提供36組3.5吋SAS/SATA硬碟與六組2.5吋NVMe/SATA/SAS硬碟，確保資料儲存的可擴充性。首節點R182-Z91透過 NVIDIA Quantum InfiniBand平台，增進叢集的資料串聯與整體效能，伺服器上也安裝技嘉免費提供的GMC和GSM管理軟體，並搭配無需支付軟體費用的開源系統，大幅降低叢集營運的總成本。

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《技嘉科技指南：如何挑選你的AI伺服器？（上）CPU和GPU》

● 成功案例 #2

技嘉打造的運算叢集，最高峰可容納超過500人同時使用，過去可能需要花一小時進行的IC設計測試，現在只需五到十分鐘就可完成。實驗室預計在下個階段導入 AI，設計積體電路領域的大型語言模型，甚至專精晶片領域的語言模型。這一切的實現，起源就是來自技嘉打造的高效能運算叢集。

更多技嘉叢集運算成功案例：
《技嘉助攻成功大學建立叢集，勇奪亞太HPC-AI電腦競賽冠軍》
《暴風解碼！技嘉運算叢集協助日本早稻田大學研究氣候變遷》

技嘉基於長年為客戶設計運算叢集的寶貴經驗，2023年推出整合式人工智慧資料中心解决方案GIGAPOD，這款產品是開創性的 AI 超級運算基礎設施，能簡化 AI運算叢集的建置工作。由多達九座伺服器機櫃，總共32座運算節點組成的GIGAPOD，提供數以百計的高效能晶片，透過連接技術彼此串聯，發揮超級電腦等級的運算力。多數的GIGAPOD亦可彼此聯繫形成叢集，滿足未來AI資料中心的算力需求。

GIGAPOD的核心配置，是32台型號相同的GPU協同運算伺服器，每台伺服器搭載容納八張GPU的運算模組，等於整座GIGAPOD配有256張GPU。標準設定是四台伺服器裝一座機櫃，因此32台伺服器裝滿八座機櫃；但由於技嘉持有領先業界的伺服器散熱技術，5U規格（即五個機架單位）的氣冷式伺服器，例如技嘉G593-SD1-AAX3，即可搭載8-GPU運算模組發揮出最大算力與穩定性，而且32台伺服器只要四座機櫃就足夠容納，不儘可實現超高的運算密度，還能促使資料中心的空間運用最佳化。除了搭載GPU協同運算伺服器的四座或八座機櫃，額外還有一座機櫃擔任控制和儲存節點，這座機櫃放置在GIGAPOD正中央，形成業界俗稱的「主幹枝葉式」（spine-leaf）架構。

技嘉致力於運用創新科技來美化人生，創造卓越的使用者體驗，GIGAPOD不僅提供超級電腦等級的算力，還端出三項「加值服務」，讓使用GIGAPOD開發AI的用戶能甩開對手，在競爭白熱化的大環境中，成為屹立不搖的人工智慧常勝軍。

● 彈性客製化的處理器與節點配置

GIGAPOD運算節點、控制節點與儲存節點使用的伺服器產品，可從技嘉AI伺服器產品線當中挑選，就連伺服器內部的晶片，也提供客製化的彈性選擇。例如扛起艱困運算工作的GPU協同運算伺服器，可搭配NVIDIA HGX™ H100/H200/B100/B200運算模組，享受輝達的人工智慧軟體生態系和極速GPU通訊互連技術；亦可挑選AMD Instinct™ MI300X模組，受惠於龐大且快速的AMD Infinity Fabric™記憶體傳輸技術。Intel® Gaudi® 加速器特別擅長進行大量的AI推論，也是極具競爭力的選項。運算產品之外，技嘉也和網路通訊、儲存、管理、機電與配電裝置的專業廠商密切合作，GIGAPOD產品有許多不同的配置方法，從可擴展的零組件到最優化的節點設計，保證客戶能找到符合需求、可靠且輕鬆管理的理想選擇，滿足各種算力需求。

● 促進算力與穩定性再升級的液體冷卻解決方案

前文提到，技嘉持有領先業界的伺服器冷卻技術，因此8-GPU運算模組能安裝在僅有5U規格的氣冷式伺服器當中，32台氣冷式GPU協同運算伺服器可容納於四座48U的伺服器機櫃，這般高密度的伺服器配置，業界沒有第二家能做到。技嘉亦提供直接液體冷卻（DLC）先進冷卻技術，促使晶片的算力與穩定性再升級。並且攜手認證夥伴提供全面且一條龍的DLC解決方案，包括伺服器內的被動式水冷循環板，防止冷卻液洩漏造成損害的液冷防護感測板，還有機架上的分歧管和冷卻液分配裝置（CDU），皆可結合GIGAPOD一併部署。GIGAPOD亦可搭配背板熱交換器（RDHx）使用，進一步改善溫控裝置的能源使用效率。

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《你的伺服器還能更冷！前往技嘉科技先進冷卻方案專屬網站》
《立即體驗技嘉直接液體冷卻解決方案》

● 實現叢集管理、優化AI開發工作的軟體配套

技嘉攜手集團旗下的轉投資事業邁爾凌科技（MyelinTek Inc.），推出針對GIGAPOD叢集運算資源的管理平台GPM，提供資料中心優化服務，透過軟體平台監控硬體效能，充分發揮硬體使用率，輕鬆管理GIGAPOD運作時的工作負載，並能一鍵啟動軟體與韌體更新。視覺化的使用者介面有助於一覽GIGAPOD每台伺服器的狀況，確保裝置穩定運行。邁爾凌還提供用於機器學習作業（MLOps）的「深度學習訓練解決方案」，結合先進軟硬體技術，協助管理資料庫及加速AI開發，運用在GIGAPOD上可以實現GPU分割共享、硬體配置定義等附加功能。

看完技嘉介紹叢集運算的科技指南，無論你的運算需求是使用個別伺服器和工作站組成叢集，或是你想嘗試使用資料中心等級的解決方案GIGAPOD，技嘉擁有豐富的產品選擇和產業經驗，能協助你將叢集運算導入你的資料中心。人工智慧浪潮帶來許多創新性的科技應用，對伺服器和資料中心的發展將有深遠的影響，懂得利用這些新工具不但能提升你的生產力，更能確保組織掌握致勝的競爭利器。

如果對於你的資料中心能如何運用叢集運算技術有任何疑問，技嘉將提供最適宜的諮詢服務，歡迎透過marketing@gigacomputing.com電子信箱聯絡技嘉科技專業人員，我們將協助你挑選適合的解決方案。

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