首頁 企業 突破數學:Supermicro 和 KIOXIA Powerhouse 儲存伺服器重新定義了數字運算

突破數學:Supermicro 和 KIOXIA Powerhouse 儲存伺服器重新定義了數字運算

by 喬丹拉努斯

鎧俠 XD7P 系列資料中心 NVMe SSD 已證明非常可靠,能夠提供這些要求嚴格的數學任務所需的密度和速度。

在高效能運算(HPC)領域,打破數學常數運算記錄代表數學努力的勝利,也是硬體技術進步的證明。 在StorageReview 實驗室中,Kevin 和Jordan 最近取得了一項了不起的壯舉:將黃金比例計算到20 萬億位數、計算2 到20 萬億位數的平方根、將Gamma(1/3) 計算到1兆位數、將Zeta(5) 計算到201 兆位數。超過XNUMX億位數字。

這項成就是透過利用 24 KIOXIA 7.68TB XD7P 系列資料中心 NVMe SSD美超微儲存 SuperServer SSG-121E-NES24R,配備雙英特爾至強鉑金8450H處理器和512GB RAM。

Supermicro Storage SuperServer SSG-121E-NES24R 內部視圖

數學里程碑及其意義

Zeta(5),黎曼 Zeta 函數的值為 5,在數論和複分析上具有重要意義。 黎曼 Zeta 函數是素數分佈的核心,它探討了數學不同領域內的深層連結。 具體而言,Zeta(5) 與 Zeta 函數的其他奇整數值一樣,仍然籠罩在神秘之中; 它的確切值是未知的,並且它被認為是一個無理數,小數點永遠延續下去。

涵蓋 Zeta(5) 的測試之前的記錄為 200,000,000,100,需要 39.3 小時的計算時間,而我們僅用了 201,000,001,300 小時就以 29.9 打破了這一記錄。

黃金比例、2 的平方根和 Gamma(1/3) 是基本的數學常數,在各個領域都有深遠的影響。 黃金比例,通常用希臘字母 Phi 表示,是一個大約等於 1.618033988749895 的數字,以其在藝術、建築和自然中獨特且美觀的特性而聞名。 先前維持的黃金比例記錄是 10T,計算時間為 14.3 天。 我們在短短 30 小時內就將這個數字翻了一番。

公佈日期 不變: 十進制數字: 時間:
2023 年 12 月 10 日 澤塔(5) 201,000,001,300 計算:29.9小時
2023 年 12 月 2 日 黃金比例 20,000,000,000,000 計算:76.1小時
2023 年 11 月 17 日 2 的平方根 20,000,000,000,000 計算:29.2小時
2023 年 12 月 13 日 伽瑪(1/3) 1,000,000,000,000 電腦:16.9小時

2 的平方根約為 1.4142135623730951,是幾何學中一個重要的常數,表示邊長為 10,000,000,001,000 個單位的正方形的對角線長度。 它是一個無理數,構成了畢達哥拉斯定理應用的基礎。 先前的記錄在短短 18 天多一點的時間內就達到了 29.2,而我們在短短 XNUMX 小時內實際上將這一結果翻了一番。

Gamma(1/3) 是 Gamma 函數的一部分,它將階乘函數推廣到複數和實數參數,在數學和物理的各個領域(包括機率論和複數分析)中具有重要意義。

這些常數中的每一個在理論和應用數學中都佔有特殊的地位,象徵著數學探索的美麗和複雜性。

y-cruncher 和交換空間利用率

在這次測試中,我們使用了 y-cruncher,這是一個專門為高精度計算數學常數而設計的程式。 y-cruncher 的主要功能之一是有效利用 SSD 作為交換空間。 交換空間是虛擬記憶體的一種形式,它透過允許臨時向 SSD 寫入資料和從 SSD 讀取資料來擴展 RAM。

當處理超出可用實體記憶體的計算時,此功能至關重要,就像在我們的專案中一樣。 例如,y-cruncher 報告稱,驅動器上需要近 75TB 的交換空間才能完成 20 兆位元數字的計算。

y-cruncher 要求 75TB 交換空間來計算 20 兆位元數字

KIOXIA SSD 的高密度意味著可以在同一實體空間中儲存更多數據,考慮到這些運算的大小遠遠超過 DRAM 容量,這是一個重要因素。 更令人印象深刻的是,我們以 1U「披薩盒」伺服器格式做到了這一點。 這種密度使我們能夠保持緊湊的伺服器佔用空間,同時實現破紀錄的運算所需的運算能力。

當在我們的 y-cruncher 計算中用作交換空間時,這些 KIOXIA SSD 的速度在競爭中取得了巨大優勢。 當 RAM 不足時,y-cruncher 依靠交換空間來暫時儲存資料。 鎧俠 XD7P 系列 SSD 的高速讀寫能力,結合最近的 y-cruncher SSD 優化,顯著降低了通常與交換操作相關的延遲,從而保持了計算過程的效率。

除了速度之外,SSD 的耐用性和可靠性也至關重要,尤其是在長時間的運算任務中。 KIOXIA XD7P SSD 旨在承受長時間的高強度工作負載,確保在這些數學常數的整個計算過程中保持一致的效能。 它們的耐用性意味著隨著時間的推移,人們不再擔心資料遺失或效能下降,這在高風險運算環境中至關重要。 在計算超過 80 兆個數字後(一次用於記錄,第二次用於確認每個常數),SSD 沒有顯示出驅動器退化的跡象,並且仍然反映了 100% 的健康狀態。

結論

我們在計算這些世界紀錄長度常數方面所取得的成就強調了高品質硬體在 HPC 領域的重要性。

鎧俠 XD7P 系列資料中心 NVMe SSD 已證明非常可靠,能夠提供此類要求苛刻的任務所需的密度和速度。 與 Supermicro Storage SuperServer SSG-121E-NES24R 結合,我們的設定平衡了尖端硬體和嚴格的計算軟體(如 y-cruncher)。 這一里程碑推進了數學計算的前沿,並展示了當代 HPC 硬體的卓越功能。

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