All'ISC 2025, NVIDIA ha annunciato diversi traguardi nel settore dei supercomputer. La star dello spettacolo è stato Jupiter, basato sulla piattaforma Grace Hopper, classificato come il supercomputer più veloce d'Europa. Jupiter ha raggiunto una velocità di oltre il doppio nei carichi di lavoro di calcolo ad alte prestazioni e intelligenza artificiale rispetto al sistema più veloce.
JUPITER è destinato a diventare a breve il primo supercomputer exascale europeo, in grado di eseguire circa un quintilione di operazioni in virgola mobile al secondo (FP64). Questo sistema consente una simulazione, un addestramento e un'inferenza più rapidi dei più grandi modelli di intelligenza artificiale, inclusi quelli per la modellazione climatica, la ricerca quantistica, la biologia strutturale, l'ingegneria computazionale e l'astrofisica, consentendo alle imprese e alle nazioni europee di promuovere la scoperta scientifica e l'innovazione.
Tra i primi cinque sistemi nella lista TOP500 dei supercomputer più veloci al mondo, JUPITER è il più efficiente dal punto di vista energetico, raggiungendo 60 gigaflop per watt.
Composto da quasi 24,000 superchip NVIDIA Grace Hopper e interconnesso con la piattaforma di rete NVIDIA Quantum-2 InfiniBand , JUPITER dovrebbe raggiungere prestazioni di intelligenza artificiale superiori a 90 exaflops. Si basa sull'architettura di raffreddamento a liquido BullSequana XH3000 di Evidens.
Secondo Jensen Huang, fondatore e CEO di NVIDIA, l'intelligenza artificiale darà una spinta notevole alla scoperta scientifica e all'innovazione industriale. Ha aggiunto che, grazie alla collaborazione con Jülich ed Eviden, potranno realizzare il supercomputer di intelligenza artificiale più avanzato d'Europa, che consentirà a ricercatori, industrie e istituzioni di punta di ampliare la conoscenza umana, accelerare le innovazioni e guidare il progresso nazionale.
Costruito per le scoperte scientifiche
JUPITER è di proprietà dell'impresa comune EuroHPC ed è ospitato dal Centro di supercalcolo di Jülich presso la struttura Forschungszentrum di Jülich in Germania.
Anders Jensen, direttore esecutivo dell'impresa comune EuroHPC, ha affermato che le eccezionali capacità di calcolo di JUPITER rappresentano un importante passo avanti per l'Europa in ambito scientifico e tecnologico, agevolando la ricerca fondamentale in settori quali la modellizzazione climatica, i sistemi energetici e l'innovazione biomedica.
Thomas Lippert, co-direttore del Centro di Supercalcolo di Jülich, afferma che JUPITER rappresenta un progresso significativo per la scienza e la tecnologia europea. Utilizza le piattaforme di calcolo e intelligenza artificiale di NVIDIA per migliorare l'addestramento di modelli fondamentali e la simulazione ad alte prestazioni, aiutando i ricercatori in Europa ad affrontare sfide complesse.
I primi test di JUPITER sono stati condotti con il benchmark Linpack, utilizzato anche per determinare la classifica TOP500.
Il supercomputer JUPITER unisce lo stack software end-to-end di NVIDIA per risolvere le sfide in settori quali:
- Modellazione climatica e meteorologica: consente simulazioni e visualizzazioni ambientali ad alta risoluzione e in tempo reale, utilizzando NVIDIA Terra-2 piattaforma aperta. Ciò contribuisce a iniziative della comunità globale, come il progetto Earth Virtualization Engines, che mira a creare un gemello digitale della Terra per comprendere e affrontare meglio i cambiamenti climatici.
- Ricerca sul calcolo quantistico: promuove algoritmi quantistici e sviluppo hardware con strumenti potenti come NVIDIA CUDA-Q™ piattaforma e la NVIDIA cuQuantum kit di sviluppo software.
- Ingegneria assistita da computer: reinventa la progettazione e la produzione dei prodotti attraverso la simulazione basata sull'intelligenza artificiale e le tecnologie dei gemelli digitali, alimentate da NVIDIA PhysicsNeMo™ struttura, NVIDIA CUDA-X™ librerie e le Onniverso NVIDIA™ piattaforma.
- Scoperta di farmaci: semplifica la creazione e l'implementazione di modelli di intelligenza artificiale essenziali per la ricerca farmaceutica attraverso NVIDIA BioNeMo™ piattaforma, accelerando i tempi di comprensione della scienza biomolecolare e della scoperta di farmaci.
I supercomputer Blue Lion e Doudna funzioneranno con NVIDIA Vera Rubin
Due nuovi supercomputer, una nuova architettura. Vera Rubin è progettato per trasformare il modo in cui la scienza viene condotta, in tempo reale, su larga scala.
Il Centro di Supercalcolo Leibniz, LRZ, in Germania, si doterà di un nuovo supercomputer che offre una potenza di calcolo circa 30 volte superiore a quella del SuperMUC-NG, il computer ad alte prestazioni già esistente presso l'LRZ. Si chiama Blue Lion e opererà sull'architettura NVIDIA Vera Rubin.
I dettagli del nuovo supercomputer sono rimasti finora segreti. LRZ, parte del Gauss Centre for Supercomputing, il principale istituto tedesco di calcolo ad alte prestazioni (HPC), aveva solo accennato che il suo prossimo sistema avrebbe utilizzato acceleratori e processori NVIDIA di "nuova generazione". Questa nuova generazione è Vera Rubin, la futura piattaforma di intelligenza artificiale e scienza accelerata di NVIDIA.
La piattaforma Vera Rubin è stata recentemente al centro dell'attenzione quando il Lawrence Berkeley National Lab ha presentato Doudna, il suo prossimo sistema di punta, che sarà anch'esso alimentato da Vera Rubin.
Vera Rubin è un superchip che combina la GPU Rubin, erede della NVIDIA Blackwell, e la CPU Vera, la prima CPU personalizzata di NVIDIA progettata per funzionare in sinergia con la GPU.
Insieme, creano una piattaforma progettata per unire simulazione, dati e intelligenza artificiale in un unico motore scientifico ad alta larghezza di banda e bassa latenza. Integra memoria condivisa, elaborazione coerente e accelerazione in rete e il suo lancio è previsto per la seconda metà del 2026.
Blue Lion: costruito da HPE
HPE sta sviluppando un sistema che utilizzerà la tecnologia HPE Cray di nuova generazione e integrerà GPU NVIDIA in un sistema dotato di storage e interconnettività robusti. Questa architettura sfrutta i sistemi di raffreddamento a liquido diretto al 100% senza ventole di HPE, che utilizzano acqua calda distribuita attraverso tubazioni per raffreddare in modo efficiente il supercomputer.
È progettato per i ricercatori che lavorano nei settori del clima, della turbolenza, della fisica e dell'apprendimento automatico, integrando flussi di lavoro che uniscono le simulazioni tradizionali con l'intelligenza artificiale moderna. I processi possono essere scalati all'interno dell'intero sistema. Il calore generato dai rack verrà riutilizzato per riscaldare gli edifici circostanti.
E non si tratta solo di progetti locali. Blue Lion sosterrà progetti di ricerca collaborativa in tutta Europa.
Non dimenticare Doudna
Di recente abbiamo pubblicato notizie sul supercomputer Doudna , sviluppato da NVIDIA e Dell Technologies , che supporterà carichi di lavoro HPC su larga scala in ambiti quali dinamica molecolare, fisica delle alte energie e addestramento e inferenza dell'intelligenza artificiale. Doudna è un sistema Dell basato sulla piattaforma Vera Rubin di nuova generazione di NVIDIA , che offre un ambiente ideale per lo sviluppo di flussi di lavoro di ricerca scientifica all'avanguardia.
Il supercomputer Doudna offrirà prestazioni oltre dieci volte superiori a quelle di Perlmutter, l'attuale supercomputer di punta del NERSC. Doudna sarà costruito utilizzando tecnologie all'avanguardia, tra cui la tecnologia server di raffreddamento a liquido diretto ORv3 più avanzata di Dell e la piattaforma CPU-GPU NVIDIA Vera-Rubin.
Il sistema, che prende il nome dalla biochimica e premio Nobel Jennifer Doudna, dovrebbe essere disponibile nel 2026. Il nome le è stato assegnato in riconoscimento del suo lavoro nel campo della tecnologia di editing genetico, in particolare CRISPR.
Il nuovo supercomputer accelererà la progettazione di materiali avanzati, la modellazione biomolecolare e la fisica fondamentale.
Gli strumenti di simulazione quantistica, tra cui la piattaforma CUDA-Q di NVIDIA , consentiranno lo sviluppo, la modellazione e la verifica di algoritmi quantistici su computer quantistici su larga scala.
Modello di base dell'intelligenza artificiale generativa NVIDIA Earth-2
NVIDIA ha presentato un modello di intelligenza artificiale unico nel suo genere, progettato per trasformare la modellazione e l'analisi climatica al fine di migliorare la previsione, la comprensione e la risposta ai cambiamenti climatici. cBottle, acronimo di Climate in a Bottle (Clima in una bottiglia), è il primo modello generativo di base basato sull'intelligenza artificiale al mondo , progettato per simulare il clima globale con una risoluzione chilometrica.
Parte integrante della piattaforma NVIDIA Earth-2 , il modello è in grado di generare condizioni atmosferiche realistiche, condizionate da parametri quali l'ora del giorno, il giorno dell'anno e la temperatura della superficie del mare. Ciò offre un nuovo approccio per comprendere e prevedere i sistemi naturali più complessi della Terra.
La piattaforma Earth-2 si avvale di uno stack software e di strumenti che combinano la potenza dell'intelligenza artificiale, l'accelerazione GPU, le simulazioni fisiche e la computer grafica per offrire funzionalità avanzate. Ciò consente la creazione di gemelli digitali interattivi per simulare e visualizzare le condizioni meteorologiche, nonché di fornire previsioni climatiche su scala planetaria. Con cBottle, queste previsioni possono essere effettuate migliaia di volte più velocemente e con maggiore efficienza energetica rispetto ai modelli numerici tradizionali, senza compromettere la precisione.
cBottle è stato testato sul campo durante l'Hackathon Global KM-Scale del World Climate Research Programme. L'evento è stato organizzato in otto paesi e dieci centri di simulazione climatica, con l'obiettivo di promuovere l'analisi e lo sviluppo di modelli del sistema Terra ad alta risoluzione, ampliando al contempo l'accesso a dati climatici ad alta risoluzione e alta fedeltà.
Rivoluzionare la modellazione climatica con l'intelligenza artificiale
L'informatica climatologica è tradizionalmente dispendiosa in termini di tempo, manodopera e risorse di calcolo, e richiede un'analisi sofisticata di decine di petabyte di dati archiviati.
Tuttavia, cBottle integra l'accelerazione GPU NVIDIA e uno stack NVIDIA Earth-2 altamente ottimizzato. Utilizza un'intelligenza artificiale avanzata per comprimere enormi quantità di dati di simulazione climatica, riducendo petabyte di dati fino a 3,000 volte per un singolo campione meteorologico. Ciò si traduce in una riduzione delle dimensioni dei dati di 3,000,000 volte per una raccolta di 1,000 campioni.
cBottle è stato addestrato su simulazioni climatiche fisiche ad alta risoluzione e stime vincolate da misurazioni degli stati atmosferici osservati negli ultimi 50 anni.
Il modello può integrare dati climatici mancanti o corrotti, correggere modelli climatici distorti, eseguire una super risoluzione dei dati climatici a bassa risoluzione e sintetizzare informazioni basate su modelli e osservazioni precedenti. L'estrema efficienza dei dati di cBottle consente l'addestramento su sole quattro settimane di simulazioni climatiche su scala chilometrica.
Utilizzando cBottle in NVIDIA Earth-2, gli sviluppatori possono creare gemelli digitali climatici per esplorare e visualizzare in modo interattivo dati climatici su scala chilometrica, nonché prevedere potenziali scenari con bassa latenza ed elevata produttività.
NVIDIA non è sola nel settore dei supercomputer
El Capitan: la prima macchina exascale della NNSA
Il Lawrence Livermore National Labs (LLNL) ha avuto un ruolo di primo piano nella classifica Top500 per il calcolo ad alte prestazioni. Nel maggio 2023, LLNL ha iniziato l'installazione dei componenti per El Capitan , il primo supercomputer exascale della NNSA . Un supercomputer exascale è in grado di eseguire almeno un quintilione di operazioni a doppia precisione (64 bit) al secondo (1 exaflop). Entrato in funzione nel 2024, El Capitan è considerato il supercomputer più potente al mondo , capace di eseguire oltre 2.79 exaflop al secondo.
Lo scopo di El Capitan
El Capitan è nato dalla collaborazione tra i tre laboratori della NNSA: Livermore, Los Alamos e Sandia. Le sue capacità aiutano i ricercatori a garantire la sicurezza, la protezione e l'affidabilità delle scorte nucleari nazionali senza dover effettuare test sotterranei. La macchina è essenziale per la progettazione e la gestione di una riserva modernizzata e di altre missioni critiche per la sicurezza nazionale. La ricerca condotta su El Capitan supporta anche aree di missione non classificate critiche per la sicurezza nazionale, come la scoperta di materiali, la fisica delle alte densità energetiche, i dati nucleari, le equazioni di stato dei materiali e la progettazione di armi convenzionali.
I supercomputer El Capitan e Tuolumne
Per garantire il suo pieno potenziale di calcolo, LLNL sta investendo in capacità di simulazione cognitiva, tra cui tecniche di intelligenza artificiale (IA) e apprendimento automatico (ML), che andranno a vantaggio sia delle missioni classificate che di quelle non classificate.
Tuolumne e RZAdams
La ricerca condotta sul più grande sistema "fratello" di El Capitan, Tuolumne, supporta vari progetti non classificati in materia di sicurezza energetica, simulazioni di terremoti, scoperta di farmaci contro il cancro e altre aree di interesse pubblico. Analogamente, il sistema "fratello" più piccolo e non classificato di El Capitan, RZAdams, supporta missioni sia con armi che senza armi. Entrambi i sistemi sono stati acquisiti nell'ambito del contratto El Capitan e sono arrivati nel 2024.
La nuova strategia software dei sistemi di El Capitan
El Capitan è il primo sistema ASC Advanced Technology, che comprende i sistemi più grandi di ASC, a utilizzare il software TOSS (Tri-Lab Operating System Software), lo stesso ambiente e sistema operativo utilizzati dalle macchine ASC basate su tecnologie di base. Questa innovazione semplifica l'amministrazione del sistema e migliora l'esperienza utente.
Localizzazione di El Capitan
L'installazione del sistema HPE/AMD ha richiesto l'impegno di centinaia di persone, nonché la collaborazione tra il settore pubblico e quello privato. Anni di attenta pianificazione e preparazione hanno spianato la strada al suo successo, che ha incluso un massiccio ammodernamento degli impianti elettrici e idrici dell'impianto HPC del LLNL.
Sebbene sia uno dei supercomputer più efficienti al mondo dal punto di vista energetico, El Capitan necessita comunque di circa 30 megawatt (MW) di energia per funzionare al massimo, una potenza sufficiente a sostenere il fabbisogno energetico di una città di medie dimensioni.
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