Athena, Nasin superračunalnik, ki bo poganjal naslednjo dobo raziskovanja vesolja

Ko Vesoljska misija v simulaciji ne uspeTo je običajno dober znak: težava se odkrije zgodaj, v varnem okolju in ne na začetku. Za temi testi stojijo sistemi, ki so sposobni obdelati ogromne količine podatkov, kot da bi na tisoče kalkulatorjev delovalo usklajeno. To je liga, v kateri [podjetje/sistem] deluje. Atena, Nasin novi superračunalnik, ki je zdaj delujoč in na voljo vaši znanstveni in inženirski skupnosti.

S tem sistemom agencija išče naredite preskok v računalniški moči da bi se spopadla z generacijo veliko bolj kompleksnih misij, od raziskovanja Lune z Artemis do projektov opazovanja Zemlje in razvoja aeronavtike. Athena Združuje moč petaflopov z izboljšano učinkovitostjo., dva ključna dejavnika za ohranitev superračunalništva, ki ga bodo zahtevala prihodnja desetletja.

Atena v Amesu: Nasino novo superračunalniško srce

Glede na informacije, ki jih je objavila sama agencija, Athena se nahaja v modularnem superračunalniškem objektu Iz Nasinega raziskovalnega centra Ames v Kaliforniji, v samem srcu tehnološkega ekosistema Silicijeve doline. Ta center je že leta eno ključnih središč za znanstveno računalništvo v ameriški vesoljski agenciji.

Stroj je integriran v program Zmogljivost vrhunskega računalništva (HECC)Athena je portfelj visokozmogljivih računalniških sistemov, ki usklajuje najmočnejše vire Nase. V praksi to pomeni, da Athena ni izoliran stroj, temveč steber znotraj širše infrastrukture, zasnovane za služenje več misijam in oddelkom, od globokega vesolja do Zemljine atmosfere.

NASA poudarja, da Athena je začela dobavljati uporabnikom januarjaTo sledi fazi beta testiranja, v kateri je bila njegova zmogljivost potrjena z dejanskimi delovnimi obremenitvami. Postopno uvajanje omogoča znanstvenim ekipam, da brez nenadnih prekinitev prenesejo svoje delovne procese, pri čemer se vzporedno ohranja delovanje prejšnjih sistemov, kot sta Pleiades ali Aitken, medtem ko se novi procesi konsolidirajo.

Lociranje tega superračunalnika v Amesu, znotraj modularni superračunalniški objektPrav tako olajša prihodnjo širitev. Modularni pristop omogoča uvedbo novih vozlišč ali tehnologij, ne da bi bilo treba vse preoblikovati od začetka, kar je ključnega pomena na področju, kjer strojna oprema hitro zastara.

Moč v petaflopih in poudarek na učinkovitosti

Pri superračunalništvu vprašanje ni "kako hitro je", ampak koliko operacij s plavajočo vejico lahko izvede na sekundoTa zmogljivost se meri v flopih, in ko govorimo o ravneh, kot je Athenina, je pomembna enota petaflop: milijon gigaflopov ali z drugimi besedami, bilijoni operacij na sekundo.

NASA uvršča Ateno k več kot 20 petaflopov največje zmogljivostiTo jo jasno uvršča nad prejšnje generacije znotraj same agencije, kot sta Pleiades ali Aitken. Čeprav po vsem svetu obstajajo veliko zmogljivejši eksaskalni sistemi, ključnega pomena ni podiranje rekordov, temveč ponujanje prave kombinacije moč, stabilnost in obratovalni stroški za posebne potrebe misij NASA.

Poleg surove sile agencija poudarja pomen energetska in storitvena učinkovitostNe gre le za koncentracijo več vozlišč in procesorjev, temveč za doseganje boljših rezultatov na enoto porabljene energije in na evro ali dolar, vložen v delovanje in vzdrževanje. Preprosto povedano, to je kot prehod iz športnega avtomobila, ki požira gorivo, v avtomobil, ki je prav tako hiter, a veliko manj pogosto hodi na "bencinsko črpalko".

Med razkritimi specifikacijami je omenjeno, da sistem Presega tisoč računalniških vozlišč.opremljen s procesorji z velikim številom jeder (kot je družina AMD EPYC) in podprt s stotinami terabajtov RAM-a, kar je skoraj 800 terabajtovTa kombinacija številnih jeder in velikega skupnega pomnilnika mu omogoča obvladovanje ogromnih simulacij in modelov umetne inteligence z milijoni parametrov.

Čeprav se ne kosa neposredno z eksaskalnimi velikani, nameščenimi v drugih centrih v Združenih državah ali Evropi, Athena je dimenzionirana za delovne obremenitve Nase: simulacije dinamike tekočin visoke ločljivosti, analiza satelitskih podatkov, kompleksni atmosferski modeli in intenzivne naloge umetne inteligence, med drugim.

Digitalni partner za vesoljske in letalske misije

Trenutne raziskave se ne zanašajo več zgolj na fizične prototipe in terenske preizkuse. Velik del predhodnega dela se opravi na računalniku.To se doseže s simulacijami, ki omogočajo testiranje tisočih scenarijev, ne da bi se dotaknili enega samega kosa prave strojne opreme. Tukaj pride v poštev superračunalnik, kot je Athena.

NASA pojasnjuje, da bo sistem omogočil praktično poustvariti izstrelitve raket z zelo visoko stopnjo podrobnosti, ki modelira interakcijo struktur, goriva, aerodinamike in okoljskih pogojev. Govorimo o izračunu, kako se raketa odziva na majhne spremembe temperature ali vetra ali kaj se zgodi s strukturo, če gre kaj malo narobe.

Na področju letalstva bo Athena ključna za zasnova letal naslednje generacijeModeli računalniške dinamike tekočin (CFD) znanstvenikom omogočajo preučevanje pretoka zraka okoli kril, trupov in motorjev, pri čemer preizkušajo geometrije, ki jih bi bilo nemogoče oceniti zgolj v vetrovnikih. To pospešuje razvoj učinkovitejših, tišjih in varnejših letal.

Tudi v čisti in trdi znanosti je vloga stroja osrednja. Sistem se bo uporabljal za primerjati in navzkrižno sklicevati velike količine opazovanjPrepoznavanje subtilnih vzorcev v podatkih iz teleskopov ali sond in raziskovanje hipotez, ki bi zahtevale leta izračunov na konvencionalni opremi. Po besedah ​​Kevina Murphyja, vodje portfelja vrhunskih računalniških zmogljivosti na sedežu Nase v Washingtonu, raziskovanje agencijo popelje »na rob računsko zmožnega«, Athena pa pride prav zato, da to mejo še malo premakne.

Ta vrsta zmogljivosti ne le skrajša čas, ampak tudi omogoči, da nekateri projekti, ki so bili prej zaradi mesecev ali let potrebne obdelave preprosto neizvedljivi, postanejo izvedljivi. rutine znotraj znanstvenih delovnih procesov iz agencije.

Obsežna umetna inteligenca znotraj Nase

V zadnjih letih je umetna inteligenca Ni več laboratorijska zanimivost in je postala vsakdanje orodje v znanosti in inženirstvu. Usposabljanje temeljnih modelov ali globokih omrežij, ki so sposobna analizirati kompleksne podatke, zahteva infrastrukturo z veliko računalniško močjo in pomnilnikom, kar je prav teren, na katerem deluje Athena.

NASA pojasnjuje, da bo ta superračunalnik uporabljen za usposabljanje modelov umetne inteligence, ki obdelujejo ogromne nabore podatkovOd opazovanj Zemlje do meritev s sondami, raztresenimi po vsem osončju, lahko ti avtomatizirani sistemi pomagajo pri razvrščanju signalov, zaznavanju redkih dogodkov, ki bi jih človek spregledal, ali ustvarjanju zgodnjih opozoril o pomembnih pojavih.

Med predstavljenimi aplikacijami je tudi simulacija kompleksnih atmosferskih vzorcevTo velja tako za naš planet kot za druga nebesna telesa. S pomočjo umetne inteligence in naprednih numeričnih modelov je mogoče natančneje preučevati razvoj neviht, zračnih tokov ali oblačnih sistemov, kar posledično izboljša napovedi in razumevanje vključenih fizikalnih procesov.

Drugo področje zanimanja je Napovedovanje učinkov sončnih neviht na ZemljoAnaliza podatkov o sončnem vetru, magnetnih poljih in magnetosferskih odzivih v skoraj realnem času zahteva precejšnjo računalniško moč. Athena bo omogočila učenje in izvajanje modelov, ki bodo sposobni bolje predvideti vpliv teh dogodkov na satelite, električna omrežja in komunikacijske sisteme.

Ideja ni nadomestiti znanstveno osebje, temveč jim dati močnejše orodje. Na nek način umetna inteligenca, ki se usposablja na Atheni, deluje kot računalniško povečevalno steklo kar pospeši dolgočasna opravila in pusti več prostora za kritično analizo in interpretacijo rezultatov.

Hibridna strategija: lastniški superračunalnik in komercialni oblak

Eden od vidikov, ki jih NASA poudarja, je, da je Atena del strategija hibridnega računalništvaProgram visokozmogljivih računalniških zmogljivosti združuje superračunalnike v lastnih centrih, kot je tisti v Amesu, s selektivno uporabo komercialnih storitev v oblaku, kadar je to smiselno.

Ta pristop vam omogoča, da v vsakem primeru izberete pravo "delavnico" za delo. Nekatere naloge so bolj primerne za oblak., zaradi svoje elastičnosti in enostavnosti, s katero lahko integrira specializirane storitve, medtem ko drugi zahtevajo stabilnost in trajno delovanje namenskega sistema, kot je Athena.

Za raziskovalne skupine se to prevede v fleksibilnost: Lahko se odločijo, kje bodo izvajali visokokakovostne simulacijeKje usposobiti najzahtevnejše modele umetne inteligence ali kje obdelati velike količine opazovanj, ne da bi bili vezani na eno samo platformo. Ključno je optimizirati ne le čas računanja, temveč tudi uporabo razpoložljivega proračuna.

Glede dostopa agencija navaja, da je Athena Na voljo raziskovalnemu osebju NASE in zunanjim znanstvenikom ki sodelujejo s svojimi programi na podlagi predhodne zahteve za čas uporabe. Gre za skupni vir, ki se upravlja z dodeljevanjem zmogljivosti glede na ustreznost in potrebe posameznega projekta, kar je običajen postopek v največjih svetovnih visokozmogljivih računalniških centrih.

V Evropi centri, kot sta superračunalniški center v Barceloni ali superračunalniki omrežja PRACE, delujejo po podobnih shemah, pri čemer računalniške ure dodeljujejo konkurenčnim projektom. Athena sledi isti logiki. skupna znanstvena infrastruktura, čeprav z zelo močnim poudarkom na misijah Nase.

Nevidna infrastruktura, ki je temelj naslednje vesoljske dobe

V nasprotju s spektakularnimi podobami raket, kapsul in lunarnih pokrajin, Superračunalništvo ponavadi gre v ozadjeVendar pa je velik del uspeha teh misij odvisen od infrastrukture, kot je Athena, ki omogoča testiranje tisočih različic, predvidevanje napak in pridobivanje vrednosti iz oceanov podatkov.

NASA opisuje Ateno kot digitalni temelj za vašo naslednjo stopnjo odkrivanjaZ zmogljivostjo, ki presega 20 petaflopov, arhitekturo, zasnovano za umetno inteligenco in intenzivno simulacijo, ter jasnim poudarkom na učinkovitosti, je sistem usojen, da postane računalniška "strojnica" za številne projekte, ki jih bomo priča zagonu v prihodnjih letih.

V praksi imeti takšen vir pomeni, da Simulacije, ki so prej trajale več dni, lahko zdaj trajajo več urIn učenje modelov, ki se je nekoč zdelo pretirano drago, postane bolj obvladljivo. To ne odpravlja potrebe po potrjevanju in pregledovanju rezultatov, vendar spreminja tempo, s katerim lahko znanost in inženiring napredujeta.

Medtem ko se v Evropi in preostalem svetu gradijo centri za eksaskalno zmogljivost in krepijo omrežja superračunalniških sistemov, se Athena uvršča v svetovni trend: Znanstveno raziskovanje se vse bolj zanaša na ogromno računalniško moč.Razlika je v tem, da je tukaj poudarek tesno povezan z misijami Nase in vesoljskim ekosistemom, ki se vrti okoli njih.

S prihodom v modularni superračunalni center v Amesu ta superračunalnik postane manj viden del kot raketa ali rover, a prav tako potreben. Navsezadnje, vsak del podatkov obdelan, vsak model izpopolnjen in vsaka simulacija natančno nastavljena v Atheni To bo majhen del temeljev, na katerih bodo temeljile naslednje znanstvene in inženirske odločitve ameriške vesoljske agencije.

Povezani članek:

Nvidia in CoreWeave utrjujeta svojo zavezanost procesorju Vera v oblaku umetne inteligence

Alberto Navarro

Sem tehnološki navdušenec, ki je svoja "geek" zanimanja spremenil v poklic. Več kot 10 let svojega življenja sem porabil za uporabo vrhunske tehnologije in premleval najrazličnejše programe iz čiste radovednosti. Zdaj sem se specializiral za računalniško tehnologijo in video igre. To je zato, ker že več kot 5 let pišem za različna spletna mesta o tehnologiji in video igrah ter ustvarjam članke, ki vam želijo dati informacije, ki jih potrebujete, v jeziku, ki je razumljiv vsem.

Če imate kakršna koli vprašanja, moje znanje sega od vsega v zvezi z operacijskim sistemom Windows kot tudi Androidom za mobilne telefone. In moja zaveza je vam, vedno sem pripravljen porabiti nekaj minut in vam pomagati razrešiti kakršna koli vprašanja, ki jih morda imate v tem internetnem svetu.