ORNL lancerer Summit Supercomputer — Americas nye top -supercomputer til videnskab

Det amerikanske energiministeriums Oak Ridge National Laboratory afslørede i dag Summit som verdens mest kraftfulde og smarteste videnskabelige supercomputer.

Med en maksimal ydeevne på 200, 000 billioner beregninger i sekundet - eller 200 petaflops, Topmødet bliver otte gange mere kraftfuldt end ORNLs tidligere toprangerede system, Titan. For visse videnskabelige anvendelser, Summit vil også være i stand til mere end tre milliarder milliarder blandede præcisionsberegninger pr. Sekund, eller 3,3 exaops. Summit vil give en hidtil uset datakraft til forskning inden for energi, avancerede materialer og kunstig intelligens (AI), blandt andre domæner, muliggøre videnskabelige opdagelser, der tidligere var upraktiske eller umulige.

"Dagens lancering af topcomputeren Summit viser styrken i amerikansk lederskab inden for videnskabelig innovation og teknologiudvikling. Det kommer til at få en dybtgående indflydelse på energiforskning, videnskabelig opdagelse, økonomisk konkurrenceevne og national sikkerhed "sagde energiminister Rick Perry." Jeg er virkelig begejstret over topmødets potentiale, da det bevæger nationen et skridt tættere på målet om at levere et exascale supercomputersystem inden 2021. Topmøde vil give forskere mulighed for at løse en lang række nye udfordringer, fremskynde opdagelsen, anspore innovation og frem for alt gavne det amerikanske folk. "

IBM AC922 -systemet består af 4, 608 computerservere, hver indeholder to 22-core IBM Power9-processorer og seks NVIDIA Tesla V100 grafikprocessorenheder, forbundet med dual-rail Mellanox EDR 100Gb/s InfiniBand. Summit besidder også mere end 10 petabyte hukommelse parret med hurtig, højbåndsbreddeveje til effektiv databevægelse. Kombinationen af ​​banebrydende hardware og robuste datasubsystemer markerer en udvikling af hybrid-CPU-GPU-arkitekturen, der med succes blev banebrydende af 27-petaflops Titan i 2012.

ORNL-forskere har fundet ud af, hvordan man udnytter kraften og intelligensen i Summit's state-of-art arkitektur for med succes at køre verdens første exascale videnskabelige beregning. Et team af forskere under ledelse af ORNLs Dan Jacobson og Wayne Joubert har udnyttet maskinens intelligens til at køre en 1.88 exaops komparativ genomisk beregning, der er relevant for forskning inden for bioenergi og menneskers sundhed. Beregningen af ​​blandet præcision exaops gav identiske resultater til mere tidskrævende 64-bit beregninger, der tidligere var kørt på Titan.

"Fra dets tilblivelse for 75 år siden, ORNL har en historie og kultur med at løse store og vanskelige problemer med nationalt omfang og indflydelse, "ORNL -direktør Thomas Zacharia sagde." ORNL -forskere var blandt de videnskabelige teams, der opnåede de første gigaflops -beregninger i 1988, de første teraflops -beregninger i 1998, de første petaflops -beregninger i 2008 og nu de første exaops -beregninger i 2018. Den banebrydende forskning af ORNL -forskere og ingeniører har spillet en central rolle i vores nations historie og fortsætter med at forme vores fremtid. Vi ser frem til at byde det videnskabelige brugersamfund velkommen til Summit, mens vi forfølger yderligere 75 års lederskab inden for videnskab. "

Ud over videnskabelig modellering og simulering, Summit tilbyder uovertrufne muligheder for integration af AI og videnskabelig opdagelse, gør det muligt for forskere at anvende teknikker som maskinlæring og dyb læring på problemer i menneskers sundhed, højenergifysik, materialefund og andre områder. Summit giver DOE og ORNL mulighed for at reagere på initiativet fra Det Hvide Hus Artificial Intelligence for America.

"Summit tager accelereret computing til det næste niveau, med mere computerkraft, mere hukommelse, et enormt højtydende filsystem og hurtige datastier for at binde det hele sammen. Det betyder, at forskere hurtigere kan få mere præcise resultater, "sagde Jeff Nichols, ORNL associeret laboratoriedirektør for computing og beregningsvidenskab. "Summit's AI-optimerede hardware giver også forskere en utrolig platform til at analysere massive datasæt og skabe intelligent software til at accelerere opdagelsestempoet."

Topmøde bevæger nationen et skridt tættere på målet om at udvikle og levere et fuldt ud i stand eksaskala -computerøkosystem til bred videnskabelig brug inden 2021.

Summit vil være åbent for udvalgte projekter i år, mens ORNL og IBM arbejder igennem acceptprocessen for maskinen. I 2019, hovedparten af ​​adgangen til IBM -systemet vil gå til forskerhold, der er udvalgt gennem DOEs innovative og nye beregningsmæssige indvirkning på teori og eksperiment, eller INCITE, program.

I forventning om topmødets lancering, forskere har forberedt ansøgninger til sin næste generations arkitektur, med mange klar til at gøre effektiv brug af systemet på dag ét. Blandt de tidlige videnskabsprojekter, der er planlagt til at køre på topmødet:

Astrofysik

Eksploderende stjerner, kendt som supernovaer, give forskere spor om, hvordan tunge elementer - herunder guldet i smykker og jern i blod - såede universet.

Den stærkt skalerbare FLASH-kode modellerer denne proces på flere skalaer-fra atomniveauet til den store hydrodynamik i en stjernes sidste øjeblikke. På topmødet, FLASH vil gå meget længere end tidligere muligt, simulerer supernova -scenarier flere tusinde gange længere og sporer omkring 12 gange flere elementer end tidligere projekter.

"Det er mindst hundrede gange mere beregning, end vi har kunnet gøre på tidligere maskiner, "sagde ORNL beregningsmæssige astrofysiker Bronson Messer." Summit's store størrelse giver os mulighed for at lave modeller i meget høj opløsning. "

Materialer

Udvikling af den næste generation af materialer, herunder forbindelser til energilagring, konvertering og produktion, afhænger af subatomisk forståelse af materialeadfærd. QMCPACK, en quantum Monte Carlo ansøgning, simulerer disse interaktioner ved hjælp af beregninger af første principper.

Indtil nu, forskere har kun kunnet simulere snesevis af atomer på grund af QMCPACKs høje beregningsomkostninger. Topmøde, imidlertid, kan understøtte materialer sammensat af hundredvis af atomer, et spring, der hjælper søgen efter en mere praktisk superleder - et materiale, der kan overføre elektricitet uden energitab.

"Topmødet er stort, on-node-hukommelse er meget vigtig for at øge kompleksiteten i materialer og fysiske fænomener, "sagde ORNL -personaleforsker Paul Kent." Derudover, de meget mere kraftfulde noder vil virkelig hjælpe os med at udvide rækkevidden af ​​vores simuleringer. "

Kræftovervågning

En af nøglerne til at bekæmpe kræft er at udvikle værktøjer, der automatisk kan udtrække, analysere og sortere eksisterende sundhedsdata for at afsløre tidligere skjulte forhold mellem sygdomsfaktorer såsom gener, biologiske markører og miljø. Parret med ustrukturerede data såsom tekstbaserede rapporter og medicinske billeder, maskinlæringsalgoritmer, der skaleres på topmødet, vil hjælpe med at give medicinske forskere et samlet overblik over den amerikanske kræftpopulation på et detaljeringsniveau, der typisk kun opnås for patienter i kliniske forsøg.

Dette kræftovervågningsprojekt er en del af CANcer Distributed Learning Environment, eller LYS, et fælles initiativ mellem DOE og National Cancer Institute.

"Grundlæggende, vi træner computere til at læse dokumenter og abstrakte oplysninger ved hjælp af store datamængder, "ORNL -forsker Gina Tourassi sagde." Summit gør det muligt for os at udforske meget mere komplekse modeller på en tidseffektiv måde, så vi kan identificere dem, der er mest effektive. "

Systembiologi

Anvendelse af maskinlæring og AI til genetiske og biomedicinske datasæt giver mulighed for at fremskynde forståelsen af ​​menneskers sundhed og sygdomsresultater.

Ved hjælp af en blanding af AI -teknikker på Summit, forskere vil være i stand til at identificere mønstre i funktionen, samarbejde og udvikling af humane proteiner og cellulære systemer. Disse mønstre kan kollektivt give anledning til kliniske fænotyper, observerbare træk ved sygdomme som Alzheimers, hjertesygdom eller afhængighed, og informere lægemiddelopdagelsesprocessen.

Gennem et strategisk partnerskabsprojekt mellem ORNL og US Department of Veterans Affairs, forskere kombinerer kliniske og genomiske data med machine learning og Summits avancerede arkitektur for at forstå de genetiske faktorer, der bidrager til tilstande såsom opioidafhængighed.

"Menneskets kompleksitet som et biologisk system er utroligt, "sagde ORNL -beregningsbiologen Dan Jacobson." Topmødet muliggør en helt ny række videnskaber, der simpelthen ikke var mulig, før den ankom. "