El Centro Nacional de Investigación Científica de la Energía (NERSC), con sede en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de California, ha puesto en marcha hoy una de las supercomputadoras más rápidas del mundo, diseñada específicamente para manejar cargas de trabajo de inteligencia artificial.
Según NVIDIA Corp., cuyos chips gráficos la supercomputadora emplea en grandes cantidades, el sistema Perlmutter es el “más rápido del planeta” cuando se trata de manejar las matemáticas de precisión de fase mixta de 16 y 32 bits que utilizan las aplicaciones de IA. Se encargará de abordar algunos de los retos científicos más difíciles de la astrofísica y la climatología, como la creación de un mapa en 3D del universo y el sondeo de las interacciones subatómicas para las fuentes de energía verde, dijo NVIDIA.
El sistema es un superordenador Cray construido por Hewlett Packard Enterprise Co. que cuenta con un extraordinario poder de procesamiento. Está dotado de la friolera de 6.144 unidades de procesamiento gráfico NVIDIA A100 Tensor Core, que son las unidades de procesamiento gráfico más avanzadas que ha construido NVIDIA.
Según NVIDIA, esto convierte a Perlmutter en el mayor sistema con GPU A100 del mundo, capaz de ofrecer casi 4 exaflops, o quintillones de operaciones de punto flotante por segundo, un estándar de rendimiento de la IA. “Estamos en la era de la inteligencia artificial a exaescala”, afirmó en una rueda de prensa Dion Harris, director de marketing de productos de NVIDIA centrado en la aceleración de la computación para HPC y la inteligencia artificial.
En una entrada del blog, Harris dijo que Perlmutter será utilizado por los investigadores para ensamblar lo que será el mayor mapa 3D del universo que se haya hecho hasta ahora mediante el procesamiento de datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura. DESI, como se le conoce, puede capturar imágenes de hasta 5.000 galaxias en una sola exposición.
La idea es que, al construir un mapa en 3D del universo, los científicos podrán aprender más sobre la “energía oscura”, que es la misteriosa física que se dice que es responsable de la expansión acelerada del universo. El superordenador lleva el apropiado nombre del astrofísico Saul Perlmutter, que ganó el Premio Nobel por su trabajo que condujo al descubrimiento de la energía oscura en 2011.
Harris dijo que el enorme poder de cálculo de Perlmutter se utilizará para analizar docenas de exposiciones de DESI cada noche, con el fin de ayudar a los astrónomos a decidir a qué parte del cielo apuntar al día siguiente.
“Preparar los datos de un año para su publicación llevaría semanas o meses en sistemas anteriores, pero Perlmutter debería ayudarles a realizar la tarea en tan sólo unos días”, dijo Harris.
El NERSC tiene previsto poner su nueva supercomputadora a disposición de más de 7.000 investigadores de todo el mundo para avanzar en proyectos en docenas de otros campos científicos. Un área interesante es la ciencia de los materiales, donde los investigadores quieren descubrir y comprender las interacciones atómicas que pueden ayudar a crear mejores baterías y nuevos biocombustibles.
Las interacciones atómicas son un reto increíblemente difícil incluso para las supercomputadoras tradicionales, afirma Harris.
“Las supercomputadoras tradicionales apenas pueden manejar las matemáticas necesarias para generar simulaciones de unos pocos átomos en unos pocos nanosegundos con programas como Quantum Espresso”, explicó. “Pero al combinar sus simulaciones de gran precisión con el aprendizaje automático, los científicos pueden estudiar más átomos durante periodos de tiempo más largos”.
Los A100 Tensor Cores de Perlmutter son especialmente adecuados para ello, ya que son capaces de acelerar tanto las matemáticas de doble precisión en punto flotante para las simulaciones, como los cálculos de precisión mixta necesarios para el aprendizaje profundo”, dijo Harris.
Wahid Bhimji, director en funciones de los servicios de datos y análisis del NERSC, dijo que la IA para la ciencia es un área de enorme crecimiento y que las pruebas de concepto se están convirtiendo rápidamente en casos de uso de producción en campos como la física de partículas y la bioenergía.
“La gente está explorando modelos de redes neuronales cada vez más grandes y hay una demanda de acceso a recursos más potentes, por lo que Perlmutter, con sus GPU A100, su sistema de archivos all-flash y su capacidad de transmisión de datos, está en condiciones de satisfacer esta necesidad de IA”, añadió.
El NERSC afirma que los investigadores que crean que tienen un reto interesante que Perlmutter puede ayudar a resolver pueden presentar una solicitud para utilizar el superordenador.
Perlmutter ya está en funcionamiento y obtendrá aún más potencia de procesamiento en un futuro próximo con una “segunda fase” que añadirá más GPUs, prevista para finales de este año.
NVIDIA ha desempeñado un papel importante en la creación de muchas de las supercomputadoras más potentes del mundo. Otros sistemas que utilizan las GPU A100 de NVIDIA son el nuevo sistema Hawk del Centro de Computación de Alto Rendimiento de Stuttgart (Alemania), el superordenador Selene, utilizado por el Laboratorio Nacional de Argonne para investigar formas de combatir el COVID-19, y otra máquina de supercomputación centrada en la inteligencia artificial llamada Leonardo, instalada en el centro de investigación del consorcio interuniversitario italiano CINECA.
