Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE), το Εθνικό Εργαστήριο Argonne (ANL) και η Hewlett Packard Enterprise (NYSE: HPE) παρουσίασαν έναν νέο υπερυπολογιστή για την προετοιμασία κρίσιμων workloads σε μελλοντικά exascale συστήματα που θα έχουν έως και 4 φορές ταχύτερη απόδοση από τους τρέχοντες υπερυπολογιστές του Argonne.
Το νέο σύστημα, το οποίο το Argonne ονόμασε Polaris, θα κατασκευαστεί από την HPE και θα φιλοξενηθεί και θα διαχειριστεί από το Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), μια υπηρεσία διευκόλυνσης χρηστών του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ. Η συγκεκριμένη υπηρεσία θα επιτρέψει στους επιστήμονες και τους προγραμματιστές να δοκιμάσουν και να βελτιστοποιήσουν κώδικες και εφαρμογές λογισμικού για τη διεξαγωγή μιας σειράς επιστημονικών έργων στο πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης, της μηχανικής και ευρύτερα, που σχεδιάζονται για τον επερχόμενο υπερυπολογιστή exascale, Aurora, μια κοινή συνεργασία μεταξύ Argonne, Intel και HPE.
Το Polaris έχει σχεδιαστεί με καινοτόμες λύσεις υπολογιστικών συστημάτων υψηλής απόδοσης (HPC) και τεχνητής νοημοσύνης για να προωθήσει τις έρευνες στα πιο σύνθετα και φλέγοντα ζητήματα τα οποία αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα, από την κατανόηση της βιολογίας των ιών μέχρι την αποκάλυψη των μυστικών του σύμπαντος. Θα ενισχύσει επίσης τις συνεχείς προσπάθειες και τα επιτεύγματα του Argonne σε τομείς όπως η καθαρή ενέργεια, η κλιματική ανθεκτικότητα και η μεταποίηση.
Polaris: Το φωτεινό άστρο του Argonne προωθεί τη νέα εποχή του exascale
Το Polaris θα προσφέρει περίπου 44 petaflops κορυφαίας απόδοσης διπλής ακρίβειας και σχεδόν 1,4 exaflops θεωρητικής απόδοσης τεχνητής νοημοσύνης (AI), η οποία βασίζεται σε υπολογιστικές δυνατότητες μικτής ακρίβειας.
Θα κατασκευαστεί με χρήση 280 συστημάτων HPE Apollo Gen10 Plus, τα οποία αποτελούν αρχιτεκτονικές HPC και AI που δημιουργήθηκαν για την exascale εποχή και προσαρμόστηκαν ώστε να περιλαμβάνουν τις ακόλουθες end-to-end λύσεις:
- Ισχυρός υπολογισμός για τη βελτίωση της μοντελοποίησης, της προσομοίωσης και των data-intensive ροών εργασίας χρησιμοποιώντας 560 επεξεργαστές AMD EPYC 2ης και 3ης γενιάς.
- Υπερτροφοδοτούμενες δυνατότητες τεχνητής νοημοσύνης για υποστήριξη data-intensive δεδομένων και workloads και βελτιστοποίηση μελλοντικών εφαρμογών GPU exascale επιπέδου, χρησιμοποιώντας 2240 GPU NVIDIA® A100 Tensor Core, που αποτελεί το μεγαλύτερο σύστημα βασισμένο σε GPU της ALCF μέχρι σήμερα.
- Αντιμετώπιση των απαιτήσεων για υψηλότερη ταχύτητα και έλεγχο συμφόρησης μεγαλύτερων data-intensive και AI workloads με το HPE Slingshot, το μοναδικό Ethernet fabric υψηλής απόδοσης στον κόσμο, σχεδιασμένο για λύσεις τεχνητής νοημοσύνης και HPC. Το HPE Slingshot θα εμφανίζεται επίσης στο σύστημα εξωγενούς κλίμακας Aurora του Argonne.
- Ενεργοποίηση λεπτομερούς κεντρικής παρακολούθησης και διαχείρισης για βέλτιστη απόδοση με το HPE Performance Cluster Manager, μια λύση λογισμικού διαχείρισης συστήματος.
«Καθώς πλησιάζουμε στην exascale εποχή, η οποία θα δώσει δύναμη σε μια νέα εποχή διορατικότητας και καινοτομίας, τα υπολογιστικά συστήματα υψηλής απόδοσης (HPC) θα διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στην αξιοποίηση δεδομένων για την αντιμετώπιση των πιο πιεστικών προκλήσεων στον κόσμο. Όλο και περισσότερο η υπολογιστική ισχύς και κλίμακα που απαιτούνται για την επεξεργασία data sets τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης μπορούν να επιτευχθούν μόνο μέσω συστημάτων HPC. Η HPE παρέχει μια ισχυρή software-driven πλατφόρμα, ικανή να αντιμετωπίσει πολύπλοκα επιστημονικά δεδομένα και προσομοιώσεις», δήλωσε ο Justin Hotard, Ανώτερος Αντιπρόεδρος και General Manager HPC and Mission Critical Solutions στην HPE. «Το Γραφείο Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) συνεχίζει να συνεισφέρει σε τεράστιο βαθμό στην επιτάχυνση των επιστημονικών και μηχανικών ανακαλύψεων χρησιμοποιώντας το HPC. Η τελευταία συνεργασία μας με το Εθνικό Εργαστήριο Argonne του DOE για την κατασκευή και παράδοση του δοκιμαστικού υπερυπολογιστή Polaris θα προωθήσει την αποστολή του, προετοιμάζοντας τους χρήστες για το μέγεθος της τεχνολογικής προόδου που θα επιφέρουν τα exascale συστήματα».
Το Polaris προετοιμάζει τους επιστήμονες για την αντιμετώπιση τυχόν ζητημάτων επιπέδου exascale
Αρχικά, το Polaris θα αφιερωθεί σε ερευνητικές ομάδες που συμμετέχουν σε πρωτοβουλίες όπως το Exascale Computing Project του DOE και το Πρόγραμμα Early Science Aurora της ALCF, οι οποίες ήδη αντιμετωπίζουν πολύπλοκα ζητήματα όπως:
- Προώθηση της θεραπείας του καρκίνου με την επιτάχυνση της έρευνας για την κατανόηση του ρόλου των βιολογικών μεταβλητών στην πορεία ενός καρκινικού κυττάρου, αναβαθμίζοντας τη χρήση της επιστήμης των δεδομένων για την επίτευξη ανάλυσης των προσομοιώσεων αλληλεπίδρασης υγρού-δομής ακραίας κλίμακας και πρόβλεψη της απόκρισης ενός φαρμάκου σε καρκινικά κύτταρα επιτρέποντας σε δισεκατομμύρια εικονικά φάρμακα να ελέγχονται από μεμονωμένους έως πολυάριθμους συνδυασμούς, ενώ ταυτόχρονα υπολογίζεται η επίδρασή τους στα καρκινικά κύτταρα.
- Προώθηση της ενεργειακής ασφάλειας του έθνους, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα τις κλιματικές επιπτώσεις της βιοχημικής έρευνας μέσω του έργου NWChemEx, που χρηματοδοτείται από το Γραφείο Επιστημών της Βιολογικής και Περιβαλλοντικής Έρευνας του DOE. Οι ερευνητές επιλύουν τα μοριακά προβλήματα στην παραγωγή βιοκαυσίμων, αναπτύσσοντας μοντέλα που βελτιστοποιούν τις πρώτες ύλες για να παράγουν βιομάζα και αναλύουν τη διαδικασία μετατροπής υλικών βιομάζας σε βιοκαύσιμα.
- Διεύρυνση των ορίων της φυσικής με έρευνα σύγκρουσης σωματιδίων στο πλαίσιο του πειράματος ATLAS, το οποίο χρησιμοποιεί τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), τον πιο ισχυρό επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, που βρίσκεται στο CERN, κοντά στη Γενεύη της Ελβετίας. Οι επιστήμονες μελετούν τα σύνθετα προϊόντα από τις συγκρούσεις σωματιδίων σε πολύ μεγάλους ανιχνευτές για να εμβαθύνουν στην κατανόηση των βασικών συστατικών της ύλης, συμπεριλαμβανομένης της αναζήτησης στοιχείων για σκοτεινή ύλη.
Η ολοκλήρωση και η εγκατάσταση του Polaris έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει μέσα στον Αύγουστο. Θα τεθεί σε χρήση από τις αρχές του 2022 και θα είναι ανοιχτό στην ευρύτερη κοινότητα HPC την άνοιξη του 2022 για να προετοιμάσει τα workloads της επόμενης γενιάς υπολογιστικών πόρων υψηλής απόδοσης του DOE.
Το Εθνικό Εργαστήριο Argonne αναζητά λύσεις στα πιεστικά επιστημονικά και τεχνολογικά ζητήματα των ΗΠΑ. Το πρώτο εθνικό εργαστήριο της χώρας, το Argonne, διεξάγει κορυφαία βασική και εφαρμοσμένη επιστημονική έρευνα σχεδόν σε κάθε επιστημονικό κλάδο. Οι ερευνητές του Argonne συνεργάζονται στενά με ερευνητές από εκατοντάδες εταιρείες, πανεπιστήμια και ομοσπονδιακές, κρατικές και δημοτικές υπηρεσίες βοηθώντας τες να λύσουν τα συγκεκριμένα προβλήματα τους, να προωθήσουν την πρωτοκαθεδρία των ΗΠΑ σε επιστημονικό επίπεδο και να προετοιμάσουν την κοινωνία για ένα καλύτερο μέλλον. Με υπαλλήλους από περισσότερα από 60 κράτη, το Argonne διοικείται από την UChicago Argonne, LLC για το Γραφείο Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.
Το Γραφείο Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ είναι ο μεγαλύτερος υποστηρικτής της βασικής έρευνας στις φυσικές επιστήμες στις Ηνωμένες Πολιτείες και εργάζεται για να αντιμετωπίσει μερικές από τις πιο πιεστικές προκλήσεις της εποχής μας. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση https://energy.gov/science.
