Podczas targów ISC 2025 firma NVIDIA ogłosiła kilka kamieni milowych w rozwoju superkomputerów. Gwiazdą wieczoru był Jupiter, oparty na platformie Grace Hopper, uznawany za najszybszy superkomputer w Europie. Jupiter osiągnął ponad dwukrotny wzrost wydajności w obliczeniach o wysokiej wydajności i zadaniach związanych ze sztuczną inteligencją w porównaniu z kolejnym najszybszym systemem.
JUPITER wkrótce stanie się pierwszym w Europie superkomputerem eksaskalowym, zdolnym do wykonywania około jednego kwintyliona operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę (FP64). System ten umożliwia szybszą symulację, szkolenie i wnioskowanie największych modeli sztucznej inteligencji, w tym modeli wykorzystywanych w modelowaniu klimatu, badaniach kwantowych, biologii strukturalnej, inżynierii obliczeniowej i astrofizyce, umożliwiając europejskim przedsiębiorstwom i krajom rozwój odkryć naukowych i innowacji.
JUPITER znajduje się w pierwszej piątce systemów na liście TOP500 najszybszych superkomputerów świata, a jego wydajność jest najbardziej energooszczędna — wynosi 60 gigaflopów na wat.
Składający się z prawie 24 000 superchipów NVIDIA Grace Hopper i połączony z platformą sieciową NVIDIA Quantum-2 InfiniBand , system JUPITER ma osiągnąć wydajność AI na poziomie ponad 90 eksaflopów. Oparty jest na chłodzonej cieczą architekturze BullSequana XH3000 firmy Evidens.
Według Jensena Huanga, założyciela i prezesa firmy NVIDIA, sztuczna inteligencja zrewolucjonizuje odkrycia naukowe i innowacje przemysłowe. Dodał, że dzięki współpracy z Jülich i Eviden, firmy te mogą zbudować najnowocześniejszy w Europie superkomputer AI, który umożliwi czołowym naukowcom, branżom i instytucjom poszerzanie wiedzy, przyspieszanie przełomów i napędzanie rozwoju kraju.
Stworzone dla przełomów naukowych
JUPITER jest własnością Wspólnego Przedsięwzięcia EuroHPC i jest hostowany w Centrum Superkomputerowym Jülich w ośrodku Forschungszentrum Jülich w Niemczech
Anders Jensen, dyrektor wykonawczy Wspólnego Przedsięwzięcia EuroHPC, stwierdził, że wyjątkowe możliwości obliczeniowe JUPITER-a oznaczają znaczący postęp Europy w dziedzinie nauki i technologii, ułatwiając prowadzenie kluczowych badań w takich obszarach jak modelowanie klimatu, systemy energetyczne i innowacje biomedyczne.
Thomas Lippert, współdyrektor Centrum Superkomputerowego w Jülich, stwierdza, że JUPITER stanowi znaczący postęp dla europejskiej nauki i technologii. Wykorzystuje on platformy obliczeniowe i sztucznej inteligencji firmy NVIDIA do usprawnienia podstawowego szkolenia modeli i symulacji o wysokiej wydajności, pomagając naukowcom w Europie stawiać czoła złożonym wyzwaniom.
Wczesne testy JUPITER-a przeprowadzono przy użyciu benchmarku Linpack, który posłużył również do określenia rankingu TOP500.
Superkomputer JUPITER łączy w sobie kompleksowy zestaw oprogramowania firmy NVIDIA, aby rozwiązywać problemy w takich obszarach jak:
- Modelowanie klimatu i pogody: Umożliwia symulacje środowiskowe o wysokiej rozdzielczości i w czasie rzeczywistym oraz wizualizację przy użyciu NVIDIA Ziemia-2 Otwarta platforma. Przyczynia się to do globalnych inicjatyw społecznościowych, takich jak projekt Earth Virtualization Engines, którego celem jest stworzenie cyfrowego bliźniaka Ziemi, aby lepiej zrozumieć i przeciwdziałać zmianom klimatu.
- Badania nad komputerami kwantowymi: rozwijanie algorytmów kwantowych i rozwój sprzętu przy użyciu potężnych narzędzi, takich jak NVIDIA CUDA-Q™ platforma i NVIDIA cuQuantum zestaw do tworzenia oprogramowania.
- Inżynieria wspomagana komputerowo: Nowe podejście do projektowania i produkcji produktów dzięki symulacji opartej na sztucznej inteligencji i technologii cyfrowego bliźniaka, opartej na NVIDIA PhysicsNeMo™ ramy, NVIDIA CUDA-X™ biblioteki i Omniwersum NVIDIA™ platforma.
- Odkrywanie leków: Usprawnia tworzenie i wdrażanie modeli sztucznej inteligencji, które mają kluczowe znaczenie dla badań farmaceutycznych poprzez NVIDIA BioNeMo™ platforma przyspieszająca zdobywanie wiedzy w zakresie nauk biomolekularnych i odkrywania leków.
Superkomputery Blue Lion i Doudna będą działać na platformie NVIDIA Vera Rubin
Dwa nowe superkomputery, jedna nowa architektura. Vera Rubin ma na celu odmienić sposób prowadzenia badań naukowych w czasie rzeczywistym i na masową skalę.
Niemieckie Centrum Superkomputerowe Leibniza (LRZ) zyskuje nowy superkomputer, który oferuje około 30 razy większą moc obliczeniową niż SuperMUC-NG, obecny komputer o wysokiej wydajności w LRZ. Nosi on nazwę Blue Lion i będzie działał w oparciu o architekturę NVIDIA Vera Rubin.
Szczegóły nowego superkomputera były do tej pory trzymane w tajemnicy. LRZ, część Centrum Superkomputerów Gaussa, wiodącej niemieckiej instytucji zajmującej się obliczeniami o wysokiej wydajności (HPC), jedynie zasugerował, że jego kolejny system będzie korzystał z akceleratorów i procesorów NVIDIA „nowej generacji”. Tą nową generacją jest Vera Rubin, nadchodząca platforma NVIDIA do sztucznej inteligencji i akcelerowanej nauki.
Platforma Vera Rubin znalazła się ostatnio w wiadomościach, gdy Lawrence Berkeley National Lab zaprezentowało Doudnę, swój kolejny flagowy system, który również będzie napędzany przez Vera Rubin.
Vera Rubin to superchip łączący w sobie procesor graficzny Rubin, następcę układu NVIDIA Blackwell, i procesor Vera, pierwszy niestandardowy procesor firmy NVIDIA zaprojektowany do współpracy z procesorem graficznym.
Razem tworzą platformę zaprojektowaną do łączenia symulacji, danych i sztucznej inteligencji w jeden, wysokoprzepustowy i nisko-opóźnieniowy silnik do zastosowań naukowych. Integruje on współdzieloną pamięć, spójne obliczenia i akcelerację wewnątrz sieci, a jego uruchomienie planowane jest na drugą połowę 2026 roku.
Blue Lion: Zbudowany przez HPE
HPE opracowuje system, który będzie wykorzystywał technologię HPE Cray nowej generacji i będzie zawierał procesory graficzne NVIDIA w ramach systemu charakteryzującego się solidną pamięcią masową i łącznością. Architektura ta wykorzystuje w 100% bezwentylatorowe systemy bezpośredniego chłodzenia cieczą HPE, które wykorzystują ciepłą wodę dostarczaną rurami do wydajnego chłodzenia superkomputera.
Jest przeznaczony dla badaczy zajmujących się klimatem, turbulencjami, fizyką i uczeniem maszynowym, wykorzystując procesy łączące tradycyjne symulacje z nowoczesną sztuczną inteligencją. Zadania można skalować w całym systemie. Ciepło generowane przez szafy będzie ponownie wykorzystywane do ogrzewania pobliskich budynków.
I nie chodzi tu tylko o kwestie lokalne. Blue Lion będzie wspierać wspólne projekty badawcze w całej Europie.
Nie zapomnij o Doudnie
Niedawno opublikowaliśmy informacje o superkomputerze Doudna , opracowanym przez firmy NVIDIA i Dell Technologies , który będzie obsługiwał obciążenia HPC na dużą skalę w zakresie dynamiki molekularnej, fizyki wysokich energii oraz szkolenia i wnioskowania w zakresie sztucznej inteligencji. Doudna to system firmy Dell oparty na platformie Vera Rubin nowej generacji firmy NVIDIA , zapewniający środowisko do opracowywania najnowocześniejszych przepływów pracy w badaniach naukowych.
Superkomputer Doudna zapewni ponad dziesięciokrotnie większą wydajność niż Perlmutter, obecny flagowy superkomputer NERSC. Doudna zostanie zbudowana z wykorzystaniem najnowocześniejszych technologii, w tym najnowocześniejszej technologii serwerów Dell ORv3 z bezpośrednim chłodzeniem cieczą oraz platformy procesorów i procesorów graficznych NVIDIA Vera-Rubin.
Oczekuje się, że system, nazwany na cześć biochemiczki i laureatki Nagrody Nobla Jennifer Doudny, będzie dostępny w 2026 roku. Nazwę nadano jej za prace w dziedzinie technologii edycji genów, a konkretnie CRISPR.
Nowy superkomputer przyspieszy projektowanie zaawansowanych materiałów, modelowanie biomolekularne i badania nad fizyką podstawową.
Narzędzia do symulacji kwantowych, w tym platforma CUDA-Q firmy NVIDIA , umożliwią opracowywanie, modelowanie i weryfikację algorytmów kwantowych na komputerach kwantowych na dużą skalę.
Model podstawowy sztucznej inteligencji generatywnej NVIDIA Earth-2
Firma NVIDIA zaprezentowała pierwszy w swoim rodzaju model sztucznej inteligencji (AI), który ma na celu transformację modelowania klimatu i analityki, co przełoży się na lepsze przewidywanie, zrozumienie i reagowanie na zmiany klimatu. cBottle (skrót od Climate in a Bottle) to pierwszy na świecie generatywny model bazowy sztucznej inteligencji (AI) zaprojektowany do symulowania globalnego klimatu z rozdzielczością kilometra.
Model, będący częścią platformy NVIDIA Earth-2 , może generować realistyczne stany atmosfery, które można warunkować danymi wejściowymi, takimi jak pora dnia, dzień roku i temperatura powierzchni morza. Zapewnia to nowe podejście do zrozumienia i przewidywania najbardziej złożonych systemów naturalnych Ziemi.
Platforma Earth-2 oferuje pakiet oprogramowania i narzędzia, które łączą moc sztucznej inteligencji, akceleracji GPU, symulacji fizycznych i grafiki komputerowej, aby zapewnić rozszerzone możliwości. Umożliwia to tworzenie interaktywnych cyfrowych bliźniaków do symulacji i wizualizacji pogody, a także do tworzenia prognoz klimatycznych w skali planetarnej. Dzięki cBottle prognozy te można tworzyć tysiące razy szybciej i z większą efektywnością energetyczną niż tradycyjne modele numeryczne, bez utraty dokładności.
Rozwiązanie cBottle zostało przetestowane w terenie podczas Global KM-Scale Hackathon Światowego Programu Badań nad Klimatem. Wydarzenie zorganizowano w ośmiu krajach i dziesięciu ośrodkach symulacji klimatu, a jego celem było poszerzenie analizy i rozwoju modeli systemu Ziemi o wysokiej rozdzielczości, a jednocześnie poszerzenie dostępu do danych klimatycznych o wysokiej rozdzielczości i wysokiej wierności.
Rewolucja w modelowaniu klimatu dzięki sztucznej inteligencji
Informatyka klimatyczna tradycyjnie jest czasochłonna, pracochłonna i obliczeniowa, wymagając zaawansowanej analizy dziesiątek petabajtów danych.
Jednak cBottle wykorzystuje akcelerację GPU NVIDIA i wysoce zoptymalizowany stos NVIDIA Earth-2. Wykorzystuje zaawansowaną sztuczną inteligencję do kompresji ogromnych ilości danych symulacji klimatycznych, redukując petabajty danych nawet 3,000-krotnie dla pojedynczej próbki pogodowej. Przekłada się to na 3 000 000-krotną redukcję rozmiaru danych dla zbioru 1,000 próbek.
cBottle został przeszkolony w zakresie symulacji klimatu fizycznego o wysokiej rozdzielczości oraz opartych na pomiarach szacunkach stanów atmosfery obserwowanych w ciągu ostatnich 50 lat.
Model może uzupełniać brakujące lub uszkodzone dane klimatyczne, korygować stronnicze modele klimatyczne, superrozdzielcze dane klimatyczne o niskiej rozdzielczości oraz syntetyzować informacje na podstawie wzorców i wcześniejszych obserwacji. Wyjątkowa wydajność danych cBottle pozwala na przeprowadzenie szkolenia na podstawie zaledwie czterech tygodni symulacji klimatycznych w skali kilometrowej.
Korzystając z oprogramowania cBottle w oprogramowaniu NVIDIA Earth-2, twórcy oprogramowania mogą tworzyć cyfrowe bliźniaki klimatu, aby w sposób interaktywny badać i wizualizować dane klimatyczne w skali kilometrowej, a także przewidywać potencjalne scenariusze przy niskim opóźnieniu i wysokiej przepustowości.
NVIDIA nie jest jedyną firmą działającą w branży superkomputerów
El Capitan: pierwsza maszyna eksaskalowa NNSA
Lawrence Livermore National Labs (LLNL) od lat zajmuje dominującą pozycję w rankingu Top500 firm zajmujących się obliczeniami o wysokiej wydajności. LLNL rozpoczął instalację komponentów w maju 2023 roku dla pierwszego superkomputera eksaskalowego NNSA, El Capitan . Superkomputer eksaskalowy może wykonywać co najmniej jeden kwintylion operacji podwójnej precyzji (64-bitowych) na sekundę (1 eksaflop). Wdrożony w 2024 roku, El Capitan jest uznawany za najpotężniejszy superkomputer na świecie , zdolny do wykonywania ponad 2.79 eksaflopa na sekundę.
Cel El Capitan
El Capitan był efektem współpracy trzech laboratoriów NNSA – Livermore, Los Alamos i Sandia. Jego możliwości pomagają badaczom zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność krajowego arsenału jądrowego bez konieczności przeprowadzania testów podziemnych. Maszyna jest niezbędna do projektowania i zarządzania zmodernizowanym arsenałem oraz do realizacji innych kluczowych misji bezpieczeństwa narodowego. Badania prowadzone na El Capitan wspierają również nieujawnione obszary misji o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa narodowego, takie jak odkrywanie materiałów, fizyka wysokich gęstości energii, dane jądrowe, równania stanu materiałów oraz projektowanie broni konwencjonalnej.
Superkomputery El Capitan i Tuolumne
Aby w pełni wykorzystać potencjał obliczeniowy, LLNL inwestuje w możliwości symulacji poznawczej, w tym w techniki sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML), które przyniosą korzyści zarówno misjom jawnym, jak i tajnym.
Tuolumne i RZAdams
Badania prowadzone w największym systemie „bliźniaczym” El Capitan, Tuolumne, wspierają różne nieujawnione projekty z zakresu bezpieczeństwa energetycznego, symulacji trzęsień ziemi, opracowywania leków na raka i innych obszarów zainteresowania publicznego. Podobnie, mniejszy, nieujawniony system „bliźniaczy” El Capitan, RZAdams, wspiera zarówno misje zbrojeniowe, jak i inne. Oba systemy zostały zakupione w ramach kontraktu na El Capitan i dostarczone w 2024 roku.
Nowatorska strategia oprogramowania systemów El Capitan
El Capitan to pierwszy system ASC Advanced Technology System, obejmujący największe systemy ASC, wykorzystujący oprogramowanie TOSS (Tri-Lab Operating System Software) – to samo środowisko i system operacyjny, z którego korzystają maszyny ASC klasy masowej. Ten postęp usprawnia administrację systemem i poprawia komfort użytkowania.
Lokalizacja El Capitan
Instalacja systemu HPE/AMD wymagała zaangażowania setek osób, a także partnerstwa między sektorem publicznym i prywatnym. Lata starannego planowania i przygotowań utorowały drogę do jego pomyślnego wdrożenia, które obejmowało gruntowną modernizację sieci energetycznych i wodnych w obiekcie HPC LLNL.
Mimo że El Capitan jest jednym z najbardziej energooszczędnych superkomputerów na świecie, do pracy w godzinach szczytu potrzebuje około 30 megawatów (MW) energii, co wystarcza do zasilenia średniej wielkości miasta.
Amazon