在突發的新型冠狀病毒（COVID-19）的研究工作中，科研人員首先需要對病毒樣本進行基因測序，才有可能根據測序結果採用生物信息學方法進行比對和查找，以找到病毒的來源和傳播的最大概率宿主，並根據病毒特性決定下一步的防控和治療手段。病毒體的基因會產生TB級乃至PB級的海量數據，尤其是高通量測序技術產生的DNA序列數據量非常巨大，目前伴隨著高通量測序技術的發展，各種生物學數據呈現爆炸式增長，DNA測序數據平均4~5個月就翻一番，面對如此迅速增長的龐大的短讀序列數據集，如何有效管理、分析和利用，已成為生物信息學發展亟需解決的問題，而高性能計算（HPC）將能夠幫助科研人員解決這一挑戰。
在更廣泛的行業領域，如石油、氣象、CAE、核能、製藥、環境監測分析、系統仿真等計算密集型應用領域；以及圖書館、銀行、證券、稅務、決策支持系統等數據密集型應用領域；還有如網站、信息中心、搜索引擎、電信、流媒體等通信密集型應用領域，HPC正在通過模擬、建模和分析，幫助人類解決需要強大算力的技術難題，引領人類走向 “第四次工業革命” 。
在信息化、數據化不斷髮展的今天，HPC已經由最初需要執行復雜數學計算的研究科學家所採用，到如今逐漸大眾化，贏得了越來越多企業組織的青睞。面對信息時代爆炸性的數據增長和蓬勃發展的數據收集、分析等需求，社會各領域對於HPC算力的渴求日益增長。
高性能計算走下“神壇”, 規模應用帶來算力需求飆升
近 幾年來，HPC的應用廣度得到前所未有的擴展，以數據驅動或數據密集型計算為主要特徵的高性能計算應用不斷湧現。HPC已經被普遍應用到了生物信息與生命科學領域、智慧城市與城市治理、網絡信息安全等社會生活的方方面面，變革著人類對未來科技的想象。
許多企業和IT領導者都以為HPC系統是基於超級計算機的。實際上，HPC雖然被大量應用在由Atos、IBM、HPE、Cray和Fujitsu等公司生產的超級計算機中，但還有一種更廣泛使用的方法是將多臺小型計算機集成到互連的集群中以提供高性能計算功能。這種方式被廣泛地應用於各社會生產領域，有效提升了企業信息處理能力和數據計算速率。
面對指數級攀升的數據增量，無論以哪種應用方式，“算力”都是擺在企業和組織面前的最大訴求。要想提升高性能計算水平，人們需要更高的吞吐量和處理能力（CPU 和 GPU）。AMD作為高性能計算和圖形技術領域的行業領軍者，近些年來在高性能計算領域表現十分搶眼。無論是在高速互連中協同工作的高性能AMD EPYC CPU和Radeon Instinct GPU，還是AMD開放的生態系統支持的開源AMD ROCm異構計算軟件，都為HPC用戶帶來了足夠靚眼的成績。
第二代AMD EPYC 處理器引領高性能計算新標準
第二代AMD EPYC處理器作為全球首款7nm X86服務器處理器，為HPC用戶提供了無與倫比的完美性能組合，包括憑藉創紀錄的浮點性能、突破性的架構、超高的x86核心數量和超強的內存及I/O帶寬。從其打破的140+項世界記錄的性能表現和市場反饋來看，高達64核的第二代EPYC無疑是當前市場上最能迎合HPC用戶算力需求的尖端產品。
從性能方面看，第二代AMD EPYC為HPC用戶帶來了堪稱 “地表超強” 的卓越性能。第二代EPYC處理器在許多HPC性能標準上都取得了高分，比如高達2倍的FLUENT計算流體動力學性能、最高提升79%的LSTCLS-DYNA有限元分析性能、最高提升72%的RADIOSS結構分析性能、高達60%的GROMACS分子動力學基準提升（相比2019年3月），以及高達79%的浮點性能提升。
對於HPC用戶看重的安全性，第二代EPYC同樣將安全防禦做到了極致。AMD EPYC通過先進的安全功能實現強化到硬件核心的安全性。通過率先集成專用安全處理器，為安全啟動、安全內存加密（SME）和安全加密虛擬化（SEV）等安全功能提供了基礎。比如，可用於安全加密虛擬化的509個加密密鑰，內置在內存控制器中的AES-128加密引擎，以及通過簡單的BIOS設置，無需更改軟件即可進行的安全內存加密等功能，為用戶減少了對數據風險的擔憂，使其能夠將更多精力集中在業務運營上。
除此之外，基於AMD Infinity Fabric總線技術的Chiplet小芯片設計架構，保障了用戶能夠藉助EPYC持續進行創新。第二代AMD EPYC採用的Chiplet設計是一種混合多芯片架構，這種架構在第二代AMD EPYC 處理器中的應用達到了新的高度。Chiplet設計架構分為兩大部分：八個晶片作為處理器核心，每個晶片上有8顆x86計算核心，一個I/O晶片負責處理器安全和外部通信。這種靈活的設計不僅使CPU核心得以採用先進的製程工藝，同時讓I/O電路能夠按自身規律發展，也正是由於這種非一體化的芯片設計，用戶可以藉助EPYC更早地使用到高達64核的超高計算性能。
強大的HPC性能，吸引著全球領先的高性能計算用戶加入到AMD EPYC的陣營。AMD同美國能源部橡樹嶺國家實驗室合作研發超級計算機Frontier，預計將在2021年交付時成為世界上性能最強的超級計算機。AMD聯合勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和HPE，採用下一代AMD EPYC CPU和AMD Radeon Instinct GPU，以及開源的AMD ROCm異構計算軟件。計劃在2023年初交付El Capitan系統，擁有超過2 exaflops（百億億次）的雙精度性能，預計交付後將成為新的世界上最快的超級計算機。數字轉換的全球領導者Atos正在向法國氣象局提供兩臺基於第二代EPYC的BullSequana XH2000超級計算機，用於大氣、海洋和氣候科學的動態天氣預報和研究。此外， HPE, 戴爾科技集團，蘇黎世聯邦理工學院、聖地亞哥超級計算中心等均宣佈推出或使用基於第二代EPYC的超級計算機。
合作伙伴生態持續擴張，助力用戶向雲端及AI超算升級
隨著技術的進步，HPC正在與雲計算、機器學習、大數據分析、人工智能等技術結合，推動高性能計算邁向新的階段。將HPC與創新服務交叉需要構建新的基礎設施，這對處理器的性能和生態系統均提出了更高的要求。
第二代AMD EPYC處理器自發布以來，獲得了來自全球各領域合作伙伴的大力支持。發佈後已有包括有技嘉和QCT等原始設計供應商，博通、美光、賽靈思等獨立硬件供應商（IHV），微軟和多個Linux操作系統供應商，以及主流雲提供商騰訊雲、AWS，Microsoft Azure，Google Cloud，Oracle Cloud等的加入。
對於雲環境下的HPC需求，Microsoft Azure早前基於第一代AMD EPYC處理器的Azure HB雲實例，獲得了此前無法企及的計算流體力學（CFD）性能水平。如今Azure針對高性能計算的Azure HBv2虛擬機已經提供預覽，進一步突破了雲端高性能計算的邊界。谷歌也於近期在採用第二代AMD EPYC（霄龍）處理器的谷歌計算引擎上推出了 N2D虛擬機的測試版本，為客戶帶來了頂尖的高性能計算體驗。
伴隨著雲計算的進一步深入，基於容器化和雲的工作負載逐漸在HPC環境中佔據主導地位，AMD與主流雲提供商的密切合作，將能夠確保用戶能夠在雲端以較低的成本獲得HPC的超級計算性能。
另一方面，針對人工智能的發展對算力提出的更高要求，AMD也在不遺餘力地聯合硬件合作伙伴，以滿足HPC系統需要的異構計算平臺需求。異構計算相比傳統 CPU 擁有更高的並行浮點運算效率，更高的峰值處理能力，更高的吞吐量，以及更低的延遲，在這方面的準備也為AMD在HPC領域的發揮留下了極大的想象空間。
在中國這個全球最大的半導體消費市場，巨大的算力是支撐信息技術升級的底層基礎。面對信息時代爆炸性的數據增長和蓬勃發展的數據收集、分析等需求，各行業各領域對於算力的渴求空前高漲。新冠疫情當前，中國的科研人員短時間內迅速取得了舉世矚目的研究成就，為控制並最終戰勝疫情做出了巨大貢獻，讓我們深切地感受到了 “科技戰疫”、“計算戰疫”的力量。疫情結束之後，相信基於IT技術的創新科技將會進一步加速在各個領域的應用。第二代AMD EPYC在技術和性能上的優勢，加之其領先的總體擁有成本（TCO）優勢，使其能夠為HPC用戶提供源源不斷的算力支持，以滿足企業和科研機構對於高性能計算的需求，助力各領域步入“算力時代”。
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