O Texas Advanced Computing Center (TACC) da Universidade do Texas em Austin lançou hoje o Frontera, o supercomputador mais rápido de qualquer universidade e o quinto sistema mais poderoso do mundo. TACC também abriga Stampede2, o segundo supercomputador mais rápido de qualquer universidade americana. O lançamento do Frontera solidifica a UT Austin entre os líderes acadêmicos mundiais neste reino.

Com a participação de representantes da National Science Foundation (NSF), que financiou o sistema com um prêmio de US $ 60 milhões, UT Austin, e parceiros de tecnologia Dell Technologies, Intel, Mellanox Technologies, Redes DataDirect, NVIDIA, IBM, CoolIT e Resfriamento da Revolução Verde, O TACC inaugurou uma nova era de supercomputação acadêmica com um recurso que ajudará os principais cientistas do país a explorar a ciência em maior escala e fazer a próxima geração de descobertas.

"Os desafios científicos exigem computação e dados nas escalas maiores e mais complexas possíveis. É disso que se trata o Frontera, "disse Jim Kurose, diretor assistente de Ciência e Engenharia da Informação e Computação da NSF. "A capacidade de computação de classe de liderança da Frontera oferecerá suporte às aplicações científicas mais desafiadoras do ponto de vista computacional nas quais os cientistas dos EUA estão trabalhando hoje."

A Frontera tem apoiado aplicações científicas desde junho e já capacitou mais de três dezenas de equipes para conduzir pesquisas em uma variedade de tópicos, desde física de buracos negros a modelagem climática e design de drogas, empregando simulação, análise de dados, e inteligência artificial em uma escala que não era possível anteriormente.

Anunciado pela primeira vez em agosto de 2018, O Frontera foi construído no início de 2019, e conquistou o quinto lugar na lista duas vezes anual TOP500 em junho, alcançando 23,5 PetaFLOPS (23,5 bilhões de operações de ponto flutuante por segundo) no benchmark LINPACK de alto desempenho, uma medida do poder de computação do sistema.

Olexandr Isayev, um químico da Universidade da Carolina do Norte, usou o Frontera para executar mais de três milhões de cálculos de campo de força atômica em menos de 24 horas - uma grande conquista em computação quântica de alta velocidade. Os cálculos fazem parte de um esforço para treinar um sistema de inteligência artificial que possa prever as características prováveis ​​de novos compostos de drogas e identificar compostos com a capacidade de atingir células específicas.

"É uma ótima máquina, especialmente para aplicações de mecânica quântica, "Isayev disse." Estamos realmente ansiosos para fazer cálculos em grande escala que não eram possíveis antes. "

Ganesh Balasubramanian, professor assistente de Engenharia Mecânica e Mecânica na Universidade de Lehigh, tem usado o Frontera para estudar a dinâmica de materiais fotovoltaicos orgânicos e as condições de fabricação do modelo.

"A velocidade da luz na qual o Frontera realiza cálculos é muito benéfica, "disse Balasubramanian, que durante o período inicial do usuário experimentou uma aceleração de cinco vezes em suas simulações de fabricação de material solar. "Geral, todo o ritmo da pesquisa computacional será acelerado com a chegada do Frontera. "

Manuela Campanelli, um astrofísico do Rochester Institute of Technology, tem usado o Frontera para realizar as simulações mais longas de sempre da fusão de estrelas de nêutrons, incluindo para o evento de 2017 detectado pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), o detector de Virgem baseado na Europa, e 70 observatórios terrestres e espaciais.

"Frontera é um sistema incrível porque nos dá um grande número de nós de computador que podemos usar para resolver problemas muito complexos, ", Disse Campanelli." Esses tipos de recursos não estão disponíveis na maioria dos campi universitários, então realmente precisamos ter o Frontera para poder fazer a simulação que fazemos. "

Frontera consiste em servidores Dell EMC PowerEdge com 8, 008 nós de computação, cada um dos quais contém dois processadores escalonáveis ​​Intel Xeon de 2ª geração ("Cascade Lake"), totalizando mais de 16, 000 processadores e quase meio milhão de núcleos, conectado por uma rede de alta velocidade Mellanox InfiniBand de 200 gigabit por segundo HDR.

O sistema incorpora armazenamento flash inovador da DataDirect Networks e novos sistemas de resfriamento da CoolIT, Cooltera, e Resfriamento da Revolução Verde (GRC), e emprega várias tecnologias emergentes em escala sem precedentes, incluindo alta potência, versões de alta taxa de clock dos processadores Intel Xeon mais recentes, Intel Deep Learning Boost, Memória Intel Optane, e vários tipos de refrigeração líquida.

Em agosto, Frontera adicionou dois novos subsistemas para fornecer desempenho adicional e explorar arquiteturas computacionais alternativas para o futuro. Um sistema GPU (unidade de processamento gráfico) 360 NVIDIA Quadro RTX 5000 submerso em racks de refrigeração líquida desenvolvido pela GRC explorará maneiras mais eficientes de resfriar sistemas futuros, bem como explorar computação otimizada de precisão única. Um sistema hospedado IBM POWER9 com 448 GPUs NVIDIA V100 fornecerá desempenho adicional, e fornecer a arquitetura de GPU de alto desempenho com forte acoplamento aos subsistemas de processador e memória. Esses sistemas adicionais irão acelerar a inteligência artificial, aprendizado de máquina, e pesquisa de dinâmica molecular para pesquisadores da Frontera em áreas que vão do tratamento do câncer à biofísica.

Nos próximos meses, A Frontera fará integração com os provedores de nuvem da Microsoft, Google, e Amazon para fornecer aos pesquisadores acesso a tecnologias de computação emergentes e armazenamento de longo prazo.

A Frontera operará por pelo menos cinco anos e apoiará centenas de projetos de pesquisa e milhares de pesquisadores em quase todos os campos da ciência ao longo de sua vida. Espera-se que tenha um grande impacto em:

• Modelagem de riscos naturais - prevendo a trajetória e a intensidade das tempestades, e ajudando a projetar infraestrutura que pode suportar os desastres mais fortes;
• Genômica - incluindo agricultura de precisão para alimentar a crescente população mundial;
• Pesquisa de energia - da fusão à energia solar e ao carvão mais limpo;
• Astrofísica - incluindo astronomia multi-mensageiro e modelagem de ondas gravitacionais; e,
• Ciências dos materiais - usando uma combinação de modelagem e aprendizado profundo para acelerar o desenvolvimento de novas moléculas para medicina e engenharia.

Os projetos serão selecionados por meio de um processo de candidatura competitivo e os pesquisadores precisarão mostrar que precisam de um computador do porte da Frontera para resolver seus problemas.

Os professores do Instituto Oden de Engenharia Computacional e Ciências da UT Austin estão liderando a equipe de tecnologia e aplicativos de ciência da Frontera de classe mundial, com parceiros do California Institute of Technology, Cornell University, Georgia Tech University, Universidade Estadual de Ohio, Universidade de Princeton, Universidade de Stanford, Texas A&M University, a Universidade de Chicago, a Universidade de Utah, e a Universidade da Califórnia, Davis.

O Frontera servirá como um instrumento poderoso para os maiores e mais exigentes usuários computacionais do país, e um campo de treinamento para a próxima geração de cientistas.

"Pesquisadores acadêmicos nunca tiveram uma ferramenta tão poderosa para resolver os problemas que importam para eles, "disse Dan Stanzione, Diretor executivo da TACC. "Estamos orgulhosos de lançar Frontera - um novo, recurso nacional para a ciência que irá impulsionar as descobertas do futuro. "