p O computador mais poderoso já construído nos Estados Unidos fará sua casa no Laboratório Nacional de Argonne em 2021, o Departamento de Energia dos EUA e a Intel anunciaram hoje. Aurora, o primeiro computador exascale dos Estados Unidos, combinará um poder de processamento sem precedentes com o potencial crescente da inteligência artificial para ajudar a resolver os desafios científicos mais importantes e complexos do mundo. p Como um computador exascale, Aurora será capaz de um quintilhão - ou um bilhão de bilhões - de cálculos por segundo, 50 vezes mais rápido do que os supercomputadores mais poderosos de hoje. Mas o impacto do sistema vai além do processamento de dados mais rápido e amplo para novas fronteiras da investigação científica, sobrecarregando abordagens modernas de inteligência artificial para encontrar novos tratamentos de câncer, procurando por matéria escura, mapear o cérebro humano e outras descobertas massivas.

p Na entrega, os pesquisadores poderão usar o Aurora por meio das instalações de computação de liderança em Argonne, um laboratório do Departamento de Energia dos EUA operado pela Universidade de Chicago.

p "A evolução da computação em grande escala e o surgimento da inteligência artificial como uma ferramenta eficaz estão criando um potencial crescente para descobertas transformadoras em muitos campos, incluindo remédios, engenharia e física, "disse o presidente da Universidade de Chicago, Robert J. Zimmer, o presidente da Argonne LLC, que opera o laboratório do Departamento de Energia dos EUA. "Trazer Aurora para Argonne proporcionará aos pesquisadores daqui e de todo o mundo um recurso excepcional para a investigação científica e o desenvolvimento de tecnologias futuras críticas."

p "Há um tremendo benefício científico para nossa nação que vem de colaborações como esta com o Departamento de Energia, Laboratório Nacional de Argonne, parceiros da indústria Intel e Cray, e nossa estreita associação com a Universidade de Chicago, "disse o Diretor do Laboratório Nacional de Argonne, Paul Kearns." O sistema Aurora da Argonne é construído para Inteligência Artificial de próxima geração e irá acelerar a descoberta científica combinando computação de alto desempenho e inteligência artificial para resolver problemas do mundo real, como melhorar a previsão de condições meteorológicas extremas, acelerando os tratamentos médicos, mapeando o cérebro humano, desenvolver novos materiais e compreender melhor o universo - e isso é apenas o começo. "

p Mapeando o cérebro, personalizando o tratamento do câncer

p Por meio dos primeiros projetos científicos projetados para sondar as capacidades futuras do Aurora, Pesquisadores da UChicago em ciência dos materiais, cosmologia e neurobiologia já começaram a interrogar as novas descobertas que essa máquina única torna possível.

p "Aurora nos permitirá explorar novas fronteiras em inteligência artificial e aprendizado de máquina, "disse Narayanan" Bobby "Kasthuri, professor assistente de neurobiologia da Universidade de Chicago e pesquisador da Argonne. "Esta será a primeira vez que os cientistas terão uma máquina poderosa o suficiente para corresponder ao tipo de cálculos que o cérebro pode fazer."

p A pesquisa de Kasthuri busca fazer a engenharia reversa do cérebro dos mamíferos, usando microscópios poderosos para fotografar bilhões de células e conexões e supercomputadores para reconstruir a intrincada fiação do cérebro. Com tal mapa, os cientistas podem fazer perguntas sobre como a estrutura do cérebro impulsiona o aprendizado, comportamento e doença, gerando novas terapias e percepções sobre a natureza da humanidade. Mas um mapa completo das estimadas milhões de bilhões de conexões do cérebro humano não seria menos que o maior conjunto de dados da história humana, exigindo computação em escala extrema para navegar.

p “Com a ajuda de Aurora, Serei capaz de juntar milhões de imagens bidimensionais, reconstruindo o cérebro em três dimensões para criar um mapa do cérebro humano, ", Disse Kasthuri." Imagine as possibilidades de mudança de jogo de um recurso em que neurocientistas dos EUA, e, finalmente, em todo o mundo, utilizar essas tecnologias e infraestrutura. "

p Os recursos de inteligência artificial do Aurora impulsionarão um projeto que aborda outro grande desafio biomédico, o desenvolvimento de mais eficaz, tratamentos personalizados para o câncer. O CANcer Distributed Learning Environment (CANDLE), uma colaboração do DOE e do National Cancer Institute, vai estudar a relação entre as principais vias moleculares, drogas clínicas e pré-clínicas, e as respostas do paciente para criar modelos preditivos que permitem decisões no nível do paciente sobre a melhor terapia para cada câncer individual.

p O poder exascale do Aurora ajudará os pesquisadores a testar rapidamente modelos complexos envolvendo milhões de variáveis, enquanto sua otimização para inteligência artificial permite que o aprendizado de máquina selecione e refine automaticamente as estratégias de melhor desempenho.

p "A equipe CANDLE está animada para liberar toda a capacidade do Aurora de ajudar a humanidade de maneiras impossíveis antes, "disse Rick Stevens, diretor de laboratório associado para computação, meio ambiente e ciências da vida em Argonne, professor de ciência da computação na UChicago e pesquisador principal do CANDLE. "A quimioterapia está disponível há cerca de 75 anos. No entanto, nunca fomos capazes de prever com eficácia quais pacientes responderão a ela. O desenvolvimento de maneiras de incorporar informações moleculares e visuais para construir modelos mais preditivos ajudará a distinguir quais tumores responderão a um determinado medicamento e quais não. Com a computação exascale, temos a chance de fazer isso, e isso mudará a vida de milhões de pessoas. "

p Explorando espaços maiores, de átomos a universos

p Supercomputadores são especialmente adequados para ajudar os cientistas a explorar e simular enormes, ambientes ricos em dados - de processos de nível atômico à história de todo o universo. Salman Habib, o diretor da Divisão de Ciência da Computação de Argonne e membro sênior do Instituto Kavli de Física Cosmológica da Universidade de Chicago, conduziu algumas das maiores simulações do universo já realizadas em um supercomputador. Com Aurora, ele será capaz de criar simulações ainda mais detalhadas que guiam experimentalistas para os melhores lugares para encontrar matéria escura, energia escura e outros mistérios do universo.

p "Isso inclui simulações muito realistas da formação de estruturas no universo, incluindo efeitos gravitacionais e astrofísicos - como as condições iniciais muito suaves no passado distante se transformam nas distribuições de matéria irregular que vemos hoje, "Disse Habib." Algumas simulações que levaram meses serão realizadas em dias, e mais interessante, algumas simulações grandes e complexas que não puderam ser feitas devido às limitações de memória e desempenho se tornarão possíveis. "

p Aurora também estimulará esforços para projetar as tecnologias de amanhã, identificando materiais com as propriedades necessárias para construir baterias mais fortes, painéis solares que convertem luz em energia com mais eficiência, e computadores quânticos. Os pesquisadores também serão capazes de executar modelos moleculares mais detalhados do que nunca para compreender a estrutura e função das proteínas celulares, revelando novos alvos terapêuticos e impulsionando o desenvolvimento de medicamentos precisos.

p "Eu vejo isso mais como uma descoberta qualitativa do que apenas uma descoberta de tempo, "disse Giulia Galli, o Liew Family Professor de Estrutura Eletrônica e Simulações no Instituto de Engenharia Molecular e professor de Química na Universidade de Chicago. "O verdadeiro avanço virá pelo cálculo de muitas propriedades de muitos materiais ao mesmo tempo - de uma forma que não podemos fazer hoje - e que finalmente permitirá o design usando computação, técnicas atomísticas. "

p O contrato da Aurora está avaliado em mais de US $ 500 milhões e o sistema será entregue ao Argonne National Laboratory pela Intel e pela subcontratada Cray Computing em 2021.

p "Escolhemos o nome Aurora porque abrange nosso objetivo aspiracional de criar um sistema que, de alguma forma, pode iluminar o mundo, "Stevens disse." Isso marca um ponto de viragem na história da supercomputação, à medida que a inteligência artificial se integra aos sistemas tradicionais de computação de alto desempenho na maior escala conhecida pelo homem. "