El Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. Presentó hoy a Summit como la supercomputadora científica más poderosa e inteligente del mundo.

Con un rendimiento máximo de 200, 000 billones de cálculos por segundo, o 200 petaflops, Summit será ocho veces más poderoso que el sistema anterior de ORNL mejor clasificado, Titán. Para determinadas aplicaciones científicas, Summit también será capaz de realizar más de tres mil millones de millones de cálculos de precisión mixta por segundo, o 3.3 exaops. Summit proporcionará una potencia informática sin precedentes para la investigación en energía, materiales avanzados e inteligencia artificial (IA), entre otros dominios, posibilitando descubrimientos científicos que antes eran imprácticos o imposibles.

"El lanzamiento de hoy de la supercomputadora Summit demuestra la fuerza del liderazgo estadounidense en innovación científica y desarrollo tecnológico. Va a tener un impacto profundo en la investigación energética, descubrimiento científico, competitividad económica y seguridad nacional, ", dijo el secretario de Energía Rick Perry." Estoy realmente emocionado por el potencial de Summit, a medida que acerca a la nación un paso más hacia el objetivo de ofrecer un sistema de supercomputación de exaescala para 2021. La Cumbre permitirá a los científicos abordar una amplia gama de nuevos desafíos, acelerar el descubrimiento, impulsar la innovación y sobre todo, beneficiar al pueblo estadounidense ".

El sistema IBM AC922 consta de 4, 608 servidores de cómputo, cada uno contiene dos procesadores IBM Power9 de 22 núcleos y seis aceleradores de unidad de procesamiento de gráficos NVIDIA Tesla V100, interconectados con Mellanox EDR 100Gb / s InfiniBand de doble carril. Summit también posee más de 10 petabytes de memoria emparejados con rápido, Vías de gran ancho de banda para un movimiento de datos eficiente. La combinación de hardware de vanguardia y subsistemas de datos robustos marca una evolución de la arquitectura híbrida CPU-GPU iniciada con éxito por el Titan de 27 petaflops en 2012.

Los investigadores de ORNL han descubierto cómo aprovechar el poder y la inteligencia de la arquitectura de vanguardia de Summit para ejecutar con éxito el primer cálculo científico a exaescala del mundo. Un equipo de científicos dirigido por Dan Jacobson y Wayne Joubert de ORNL ha aprovechado la inteligencia de la máquina para ejecutar un cálculo de genómica comparativa de 1,88 exaops relevante para la investigación en bioenergía y salud humana. El cálculo exaops de precisión mixta produjo resultados idénticos a los cálculos de 64 bits que consumían más tiempo y que se ejecutaban anteriormente en Titan.

"Desde su génesis hace 75 años, ORNL tiene una historia y cultura de resolver problemas grandes y difíciles con alcance e impacto nacional, "El director de ORNL, Thomas Zacharia, dijo." Los científicos de ORNL se encontraban entre los equipos científicos que lograron los primeros cálculos de gigaflops en 1988, los primeros cálculos de teraflops en 1998, los primeros cálculos de petaflops en 2008 y ahora los primeros cálculos de exaops en 2018. La investigación pionera de científicos e ingenieros de ORNL ha jugado un papel fundamental en la historia de nuestra nación y continúa dando forma a nuestro futuro. Esperamos dar la bienvenida a la comunidad de usuarios científicos a Summit mientras perseguimos otros 75 años de liderazgo en ciencia ".

Además del modelado científico y la simulación, Summit ofrece oportunidades incomparables para la integración de la inteligencia artificial y el descubrimiento científico, permitir a los investigadores aplicar técnicas como el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo a problemas de salud humana, física de altas energías, descubrimiento de materiales y otras áreas. Summit permite que DOE y ORNL respondan a la iniciativa de Inteligencia Artificial de la Casa Blanca para Estados Unidos.

"Summit lleva la informática acelerada al siguiente nivel, con más potencia informática, mas memoria, un enorme sistema de archivos de alto rendimiento y rutas de datos rápidas para unirlo todo. Eso significa que los investigadores podrán obtener resultados más precisos más rápido, "dijo Jeff Nichols, Director de laboratorio asociado de ORNL para informática y ciencias computacionales. "El hardware optimizado para IA de Summit también brinda a los investigadores una plataforma increíble para analizar conjuntos de datos masivos y crear software inteligente para acelerar el ritmo del descubrimiento".

Summit acerca a la nación un paso más hacia el objetivo de desarrollar y ofrecer un ecosistema informático de exaescala totalmente capaz para un uso científico amplio para 2021.

Summit estará abierto a proyectos seleccionados este año mientras ORNL e IBM trabajan en el proceso de aceptación de la máquina. En 2019, la mayor parte del acceso al sistema de IBM irá a los equipos de investigación seleccionados a través del Impacto computacional innovador y novedoso del DOE en la teoría y el experimento, o INCITE, programa.

Anticipándose al lanzamiento de Summit, los investigadores han estado preparando aplicaciones para su arquitectura de próxima generación, con muchos listos para hacer un uso efectivo del sistema desde el primer día. Entre los primeros proyectos científicos programados para ejecutarse en Summit:

Astrofísica

Estrellas explosivas conocidas como supernovas, proporcione a los investigadores pistas relacionadas con la forma en que los elementos pesados, incluido el oro en las joyas y el hierro en la sangre, sembraron el universo.

El código FLASH altamente escalable modela este proceso a múltiples escalas, desde el nivel nuclear hasta la hidrodinámica a gran escala de los momentos finales de una estrella. En la Cumbre, FLASH llegará mucho más lejos de lo que era posible anteriormente, simulando escenarios de supernovas varios miles de veces más largos y rastreando aproximadamente 12 veces más elementos que los proyectos anteriores.

"Es al menos cien veces más cálculo de lo que hemos podido hacer en máquinas anteriores, ", dijo el astrofísico computacional de ORNL Bronson Messer." El tamaño de Summit nos permitirá hacer modelos de muy alta resolución ".

Materiales

Desarrollando la próxima generación de materiales, incluidos compuestos para almacenamiento de energía, conversión y producción, depende de la comprensión subatómica del comportamiento material. QMCPACK, una aplicación cuántica de Monte Carlo, simula estas interacciones utilizando cálculos de primeros principios.

Hasta ahora, los investigadores solo han podido simular decenas de átomos debido al alto costo computacional de QMCPACK. Cumbre, sin embargo, puede soportar materiales compuestos por cientos de átomos, un salto que ayuda en la búsqueda de un superconductor más práctico:un material que pueda transmitir electricidad sin pérdida de energía.

"La cumbre es grande, La memoria en el nodo es muy importante para aumentar el rango de complejidad en materiales y fenómenos físicos, ", dijo el científico del personal de ORNL, Paul Kent." Además, los nodos mucho más poderosos realmente nos ayudarán a ampliar el alcance de nuestras simulaciones ".

Vigilancia del cáncer

Una de las claves para combatir el cáncer es desarrollar herramientas que puedan extraer automáticamente, Analizar y clasificar los datos de salud existentes para revelar relaciones previamente ocultas entre factores de enfermedad como genes, marcadores biológicos y medio ambiente. Junto con datos no estructurados, como informes basados ​​en texto e imágenes médicas, Los algoritmos de aprendizaje automático escalados en Summit ayudarán a proporcionar a los investigadores médicos una visión integral de la población de cáncer de EE. UU. con un nivel de detalle que generalmente se obtiene solo para pacientes de ensayos clínicos.

Este proyecto de vigilancia del cáncer es parte del entorno de aprendizaje distribuido CANcer, o VELA, una iniciativa conjunta entre el DOE y el Instituto Nacional del Cáncer.

"Esencialmente, estamos entrenando computadoras para leer documentos e información abstracta utilizando grandes volúmenes de datos, La investigadora de ORNL, Gina Tourassi, dijo:"Summit nos permite explorar modelos mucho más complejos de una manera eficiente en el tiempo para que podamos identificar los que son más efectivos".

Biologia de sistemas

La aplicación del aprendizaje automático y la inteligencia artificial a conjuntos de datos genéticos y biomédicos ofrece el potencial de acelerar la comprensión de la salud humana y los resultados de las enfermedades.

Usando una combinación de técnicas de IA en Summit, los investigadores podrán identificar patrones en la función, cooperación y evolución de proteínas humanas y sistemas celulares. Estos patrones pueden dar lugar colectivamente a fenotipos clínicos, rasgos observables de enfermedades como el Alzheimer, enfermedad cardíaca o adicción, e informar el proceso de descubrimiento de fármacos.

A través de un proyecto de asociación estratégica entre ORNL y el Departamento de Asuntos de Veteranos de EE. UU., Los investigadores están combinando datos clínicos y genómicos con el aprendizaje automático y la arquitectura avanzada de Summit para comprender los factores genéticos que contribuyen a afecciones como la adicción a los opioides.

"La complejidad de los seres humanos como sistema biológico es increíble, ", dijo el biólogo computacional de ORNL Dan Jacobson." Summit está permitiendo una gama completamente nueva de ciencia que simplemente no era posible antes de su llegada ".