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  • Texas impulsa la ciencia de EE. UU. Con la supercomputadora académica más rápida del mundo

    Frontera es la supercomputadora más rápida de cualquier universidad y el quinto sistema más poderoso del mundo. Crédito:Jorge Salazar, TACC

    El Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC) de la Universidad de Texas en Austin lanzó hoy Frontera, la supercomputadora más rápida de cualquier universidad y el quinto sistema más potente del mundo. TACC también es el hogar de Stampede2, la segunda supercomputadora más rápida de cualquier universidad estadounidense. El lanzamiento de Frontera solidifica a UT Austin entre los líderes académicos del mundo en este ámbito.

    Junto a representantes de la National Science Foundation (NSF), que financió el sistema con un premio de $ 60 millones, UT Austin, y socios tecnológicos Dell Technologies, Intel, Tecnologías Mellanox, Redes DataDirect, NVIDIA, IBM, Refrigeración CoolIT y Green Revolution, TACC inauguró una nueva era de supercomputación académica con un recurso que ayudará a los principales científicos del país a explorar la ciencia a la mayor escala y realizar la próxima generación de descubrimientos.

    "Los desafíos científicos exigen computación y datos a las escalas más grandes y complejas posibles. De eso se trata Frontera, "dijo Jim Kurose, subdirector de Ingeniería y Ciencias de la Información y la Computación en NSF. "La capacidad de computación de clase líder de Frontera apoyará las aplicaciones científicas más desafiantes desde el punto de vista computacional en las que los científicos estadounidenses están trabajando hoy".

    Frontera ha estado apoyando aplicaciones científicas desde junio y ya ha permitido a más de tres docenas de equipos realizar investigaciones sobre una variedad de temas, desde la física de los agujeros negros hasta el modelado climático y el diseño de fármacos. empleando simulación, análisis de los datos, e inteligencia artificial a una escala que antes no era posible.

    Anunciado por primera vez en agosto de 2018, Frontera se construyó a principios de 2019, y obtuvo el puesto número 5 en la lista TOP500 dos veces al año en junio, logrando 23.5 PetaFLOPS (23.5 mil millones de millones de operaciones de punto flotante por segundo) en el benchmark LINPACK de alto desempeño, una medida de la potencia informática del sistema.

    Olexandr Isayev, un químico de la Universidad de Carolina del Norte, utilizó Frontera para ejecutar más de tres millones de cálculos de campos de fuerza atómica en menos de 24 horas, un logro importante en la computación cuántica de alta velocidad. Los cálculos son parte de un esfuerzo por entrenar un sistema de inteligencia artificial que pueda predecir las características probables de nuevos compuestos farmacológicos e identificar compuestos con la capacidad de apuntar a células específicas.

    "Es una gran máquina, especialmente para aplicaciones de mecánica cuántica, ", Dijo Isayev." Tenemos muchas ganas de ejecutar cálculos a gran escala que antes no eran posibles ".

    Simulación de Energy Exascale Earth System Model (E3SM). Los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos están utilizando visualizaciones renderizadas en Frontera para determinar sitios potenciales para la producción de biocombustible en maricultura utilizando algas como materia prima. una fuente de energía con el potencial de cerrar el presupuesto de carbono del transporte de EE. UU. Crédito:Phil Wolfram, LANL; Francesca Samsel, TACC

    Ganesh Balasubramanian, profesor asistente de Ingeniería Mecánica y Mecánica en la Universidad de Lehigh, ha estado utilizando Frontera para estudiar la dinámica de los materiales fotovoltaicos orgánicos y las condiciones de fabricación del modelo.

    "La velocidad del rayo a la que Frontera realiza los cálculos es muy beneficiosa, "dijo Balasubramanian, quien durante el período de usuario inicial experimentó una aceleración de cinco veces en sus simulaciones de fabricación de material solar. "En general, todo el ritmo de la investigación computacional aumentará con la llegada de Frontera ".

    Manuela Campanelli, un astrofísico en el Instituto de Tecnología de Rochester, ha estado usando Frontera para realizar las simulaciones más largas de la fusión de estrellas de neutrones, incluso para el evento de 2017 detectado por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO), el detector Virgo con sede en Europa, y 70 observatorios terrestres y espaciales.

    "Frontera es un sistema asombroso porque nos brinda una gran cantidad de nodos de computadora que podemos usar para resolver problemas muy complejos, ", Dijo Campanelli." Estos tipos de recursos no están disponibles en la mayoría de los campus universitarios, así que realmente necesitamos tener Frontera para poder hacer la simulación que hacemos ".

    Frontera consta de servidores Dell EMC PowerEdge con 8, 008 nodos de cálculo, cada uno de los cuales contiene dos procesadores escalables Intel Xeon de segunda generación ("Cascade Lake"), totalizando más de 16, 000 procesadores y casi medio millón de núcleos, conectado por una red de alta velocidad HDR Mellanox InfiniBand de 200 gigabit por segundo.

    El sistema incorpora un innovador almacenamiento flash de DataDirect Networks y novedosos sistemas de refrigeración de CoolIT, Cooltera, y Green Revolution Cooling (GRC), y emplea varias tecnologías emergentes a una escala sin precedentes, incluyendo de alta potencia, Versiones de alta frecuencia de reloj de los últimos procesadores Intel Xeon, Impulso de aprendizaje profundo de Intel, Memoria Intel Optane, y varios tipos de refrigeración líquida.

    En agosto, Frontera agregó dos nuevos subsistemas para proporcionar rendimiento adicional y explorar arquitecturas computacionales alternativas para el futuro. Un sistema 360 NVIDIA Quadro RTX 5000 GPU (unidad de procesamiento de gráficos) sumergido en racks de refrigerante líquido desarrollado por GRC explorará formas más eficientes de enfriar sistemas futuros, así como explorar la computación optimizada de precisión simple. Un sistema alojado en IBM POWER9 con 448 GPU NVIDIA V100 proporcionará un rendimiento adicional, y proporcionar la arquitectura de GPU de alto rendimiento con un acoplamiento estrecho al procesador y los subsistemas de memoria. Estos sistemas adicionales acelerarán la inteligencia artificial, aprendizaje automático, e investigación de dinámica molecular para los investigadores de Frontera en áreas que van desde el tratamiento del cáncer hasta la biofísica.

    En los próximos meses, Frontera se integrará con los proveedores de nube Microsoft, Google, y Amazon para proporcionar a los investigadores acceso a tecnologías informáticas emergentes y almacenamiento a largo plazo.

    Frontera operará durante al menos cinco años y apoyará cientos de proyectos de investigación y miles de investigadores en casi todos los campos de la ciencia durante su vida. Se espera que tenga un impacto importante en:

    • Modelado de peligros naturales:predecir la trayectoria y la intensidad de las tormentas, y ayudar a diseñar una infraestructura que pueda resistir los desastres más fuertes;
    • Genómica, incluida la agricultura de precisión para alimentar a la creciente población mundial;
    • Investigación energética:desde la fusión hasta la energía solar y el carbón más limpio;
    • Astrofísica, incluida la astronomía de mensajeros múltiples y el modelado de ondas gravitacionales; y,
    • Ciencias de los materiales:utilizando una combinación de modelado y aprendizaje profundo para acelerar el desarrollo de nuevas moléculas para la medicina y la ingeniería.

    Los proyectos se seleccionarán a través de un proceso de solicitud competitivo y los investigadores deberán demostrar que requieren una computadora a la escala de Frontera para resolver sus problemas.

    Los profesores del Instituto Oden de Ingeniería y Ciencias Computacionales en UT Austin están liderando el equipo de tecnología y aplicaciones científicas de Frontera de clase mundial, con socios del Instituto de Tecnología de California, Universidad de Cornell, Universidad Tecnológica de Georgia, Universidad del Estado de Ohio, Universidad de Princeton, Universidad Stanford, Universidad Texas A &M, la Universidad de Chicago, la Universidad de Utah, y la Universidad de California, Davis.

    Frontera servirá como un poderoso instrumento para los usuarios más grandes y más exigentes computacionalmente en la nación, y un campo de entrenamiento para la próxima generación de científicos.

    "Los investigadores académicos nunca han tenido una herramienta tan poderosa para resolver los problemas que les importan, "dijo Dan Stanzione, Director ejecutivo de TACC. "Estamos orgullosos de lanzar Frontera, un nuevo recurso nacional para la ciencia que impulsará los descubrimientos del futuro ".


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