O Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia dos EUA, revelou hoje a Summit como o supercomputador científico mais poderoso e inteligente do mundo.

Com um desempenho máximo de 200, 000 trilhões de cálculos por segundo - ou 200 petaflops, O Summit será oito vezes mais poderoso do que o sistema anterior do ORNL, Titã. Para certas aplicações científicas, A Summit também será capaz de mais de três bilhões de bilhões de cálculos de precisão mista por segundo, ou 3,3 exaops. A Summit fornecerá potência de computação sem precedentes para pesquisas em energia, materiais avançados e inteligência artificial (IA), entre outros domínios, possibilitando descobertas científicas que antes eram impraticáveis ​​ou impossíveis.

"O lançamento de hoje do supercomputador Summit demonstra a força da liderança americana em inovação científica e desenvolvimento de tecnologia. Isso terá um impacto profundo na pesquisa de energia, descoberta científica, competitividade econômica e segurança nacional, "disse o secretário de Energia Rick Perry." Estou realmente animado com o potencial da Summit, à medida que move a nação um passo mais perto da meta de entregar um sistema de supercomputação exascale até 2021. A Cúpula capacitará os cientistas a enfrentar uma ampla gama de novos desafios, acelere a descoberta, estimular a inovação e, acima de tudo, beneficiar o povo americano. "

O sistema IBM AC922 consiste em 4, 608 servidores de computação, cada um contendo dois processadores IBM Power9 de 22 núcleos e seis aceleradores de unidade de processamento gráfico NVIDIA Tesla V100, interconectado com Mellanox EDR 100Gb / s InfiniBand de trilho duplo. A Summit também possui mais de 10 petabytes de memória emparelhada com rápida, caminhos de alta largura de banda para movimentação eficiente de dados. A combinação de hardware de ponta e subsistemas de dados robustos marca uma evolução da arquitetura híbrida CPU-GPU, lançada com sucesso pelo Titan de 27 petaflops em 2012.

Os pesquisadores do ORNL descobriram como aproveitar o poder e a inteligência da arquitetura de ponta da Summit para executar com sucesso o primeiro cálculo científico exascale do mundo. Uma equipe de cientistas liderada por Dan Jacobson e Wayne Joubert do ORNL alavancou a inteligência da máquina para executar um cálculo genômico comparativo de 1,88 exaops relevante para pesquisas em bioenergia e saúde humana. O cálculo de exaops de precisão mista produziu resultados idênticos aos cálculos de 64 bits mais demorados executados anteriormente no Titan.

"Desde sua gênese há 75 anos, ORNL tem uma história e cultura de resolução de problemas grandes e difíceis com alcance e impacto nacional, "O diretor do ORNL, Thomas Zacharia, disse." Os cientistas do ORNL estavam entre as equipes científicas que realizaram os primeiros cálculos de gigaflops em 1988, os primeiros cálculos teraflops em 1998, os primeiros cálculos de petaflops em 2008 e agora os primeiros cálculos de exaops em 2018. A pesquisa pioneira de cientistas e engenheiros do ORNL desempenhou um papel fundamental na história de nossa nação e continua a moldar nosso futuro. Estamos ansiosos para dar as boas-vindas à comunidade científica de usuários na Summit, enquanto buscamos mais 75 anos de liderança na ciência. "

Além de modelagem e simulação científica, A Summit oferece oportunidades incomparáveis ​​para a integração de IA e descoberta científica, permitindo que os pesquisadores apliquem técnicas como aprendizado de máquina e aprendizado profundo a problemas de saúde humana, física de alta energia, descoberta de materiais e outras áreas. A Summit permite que o DOE e o ORNL respondam à iniciativa de Inteligência Artificial da Casa Branca para a América.

"A Summit leva a computação acelerada para o próximo nível, com mais poder de computação, mais memória, um enorme sistema de arquivos de alto desempenho e caminhos de dados rápidos para unir tudo. Isso significa que os pesquisadores serão capazes de obter resultados mais precisos com mais rapidez, "disse Jeff Nichols, ORNL diretor de laboratório associado para computação e ciências computacionais. "O hardware otimizado para IA da Summit também oferece aos pesquisadores uma plataforma incrível para analisar conjuntos de dados massivos e criar software inteligente para acelerar o ritmo de descoberta."

A Summit move a nação um passo mais perto da meta de desenvolver e entregar um ecossistema de computação exascale totalmente capaz para amplo uso científico até 2021.

A Summit estará aberta para projetos selecionados este ano, enquanto ORNL e IBM trabalham no processo de aceitação da máquina. Em 2019, a maior parte do acesso ao sistema IBM irá para as equipes de pesquisa selecionadas por meio do DOE's Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment, ou INCITE, programa.

Em antecipação ao lançamento da Summit, pesquisadores têm preparado aplicativos para sua arquitetura de próxima geração, com muitos prontos para fazer uso eficaz do sistema no primeiro dia. Entre os primeiros projetos científicos programados para serem executados na Summit:

Astrofísica

Estrelas explodindo, conhecido como supernovas, fornecer aos pesquisadores pistas relacionadas a como os elementos pesados ​​- incluindo o ouro nas joias e o ferro no sangue - semearam o universo.

O código FLASH altamente escalonável modela esse processo em várias escalas - desde o nível nuclear até a hidrodinâmica em grande escala dos momentos finais de uma estrela. Na Cimeira, O FLASH irá muito mais longe do que anteriormente possível, simulando cenários de supernova vários milhares de vezes mais longos e rastreando cerca de 12 vezes mais elementos do que projetos anteriores.

"É pelo menos cem vezes mais computação do que fomos capazes de fazer em máquinas anteriores, "disse o astrofísico computacional do ORNL Bronson Messer." O tamanho da Summit nos permitirá fazer modelos de alta resolução. "

Materiais

Desenvolvendo a próxima geração de materiais, incluindo compostos para armazenamento de energia, conversão e produção, depende da compreensão subatômica do comportamento material. QMCPACK, um aplicativo Monte Carlo quântico, simula essas interações usando cálculos de primeiros princípios.

Até agora, os pesquisadores só foram capazes de simular dezenas de átomos por causa do alto custo computacional do QMCPACK. Cume, Contudo, pode suportar materiais compostos por centenas de átomos, um salto que auxilia na busca por um supercondutor mais prático - um material que pode transmitir eletricidade sem perda de energia.

"Summit é grande, a memória no nó é muito importante para aumentar a gama de complexidade em materiais e fenômenos físicos, "disse o cientista da equipe do ORNL, Paul Kent." Além disso, os nós muito mais poderosos realmente nos ajudarão a estender o alcance de nossas simulações. "

Vigilância do câncer

Uma das chaves para o combate ao câncer é o desenvolvimento de ferramentas que podem extrair automaticamente, analisar e classificar os dados de saúde existentes para revelar relações anteriormente ocultas entre fatores de doenças, como genes, marcadores biológicos e meio ambiente. Emparelhado com dados não estruturados, como relatórios baseados em texto e imagens médicas, algoritmos de aprendizado de máquina escalados na Summit ajudarão a fornecer aos pesquisadores médicos uma visão abrangente da população de câncer dos EUA em um nível de detalhe normalmente obtido apenas para pacientes de ensaios clínicos.

Este projeto de vigilância do câncer faz parte do Ambiente de Aprendizagem Distribuída CANcer, ou CANDLE, uma iniciativa conjunta entre o DOE e o Instituto Nacional do Câncer.

"Essencialmente, estamos treinando computadores para ler documentos e informações abstratas usando grandes volumes de dados, "A pesquisadora do ORNL, Gina Tourassi, disse." A Summit nos permite explorar modelos muito mais complexos de uma maneira eficiente em termos de tempo para que possamos identificar aqueles que são mais eficazes. "

Biologia de Sistemas

A aplicação de aprendizado de máquina e IA a conjuntos de dados genéticos e biomédicos oferece o potencial de acelerar a compreensão da saúde humana e dos resultados de doenças.

Usando uma mistura de técnicas de IA na Summit, os pesquisadores serão capazes de identificar padrões na função, cooperação e evolução de proteínas humanas e sistemas celulares. Esses padrões podem dar origem coletivamente a fenótipos clínicos, traços observáveis ​​de doenças como Alzheimer, doença cardíaca ou vício, e informar o processo de descoberta de medicamentos.

Por meio de um projeto de parceria estratégica entre ORNL e o Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA, os pesquisadores estão combinando dados clínicos e genômicos com aprendizado de máquina e a arquitetura avançada da Summit para entender os fatores genéticos que contribuem para condições como o vício em opioides.

"A complexidade dos humanos como sistema biológico é incrível, "disse o biólogo computacional do ORNL Dan Jacobson." A Summit está possibilitando toda uma nova gama de ciência que simplesmente não era possível antes de chegar. "