science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Nieuwe supercomputer in Texas om de grenzen van de wetenschap te verleggen

Afbeelding van een wereldwijde simulatie van aardmantelconvectie mogelijk gemaakt door de door de NSF gefinancierde Stampede-supercomputer. Met het Frontera-systeem kunnen onderzoekers meer waarnemingen opnemen in simulaties, leidend tot nieuwe inzichten in de belangrijkste drijfveren van plaatbeweging. Krediet:Johann Rudi, IJS, De Universiteit van Texas in Austin

De National Science Foundation (NSF) heeft vandaag aangekondigd dat het $ 60 miljoen heeft toegekend aan het Texas Advanced Computing Center (TACC) van de Universiteit van Texas in Austin voor de aanschaf en implementatie van een nieuwe supercomputer die de snelste zal zijn op elke Amerikaanse universiteit en een van de machtigste ter wereld.

Het nieuwe systeem, bekend als Frontera (Spaans voor "grens"), zal in 2019 van start gaan. Het zal de academische onderzoekers van het land in staat stellen belangrijke ontdekkingen te doen op alle wetenschapsgebieden, van astrofysica tot zoölogie, en vestigt verder de Universiteit van Texas in Austin's leiderschap in geavanceerde computing.

"Supercomputers - zoals telescopen voor astronomie of deeltjesversnellers voor natuurkunde - zijn essentiële onderzoeksinstrumenten die nodig zijn om vragen te beantwoorden die niet in het laboratorium of in het veld kunnen worden onderzocht, " zei Dan Stanzione, TACC uitvoerend directeur. "Onze eerdere systemen hebben grote ontdekkingen mogelijk gemaakt, van de bevestiging van zwaartekrachtsgolfdetectie door de Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory tot de ontwikkeling van op kunstmatige intelligentie gebaseerde tumordetectiesystemen. Frontera zal de wetenschap en techniek nog verder helpen."

"Al meer dan drie decennia NSF is een leider in het leveren van de computerbronnen die de onderzoekers van ons land nodig hebben om innovatie te versnellen, "Zei NSF-directeur France Córdova. "De VS voorop laten lopen op het gebied van geavanceerde computercapaciteiten en onderzoekers in het hele land toegang geven tot die bronnen zijn belangrijke elementen om onze status als wereldleider op het gebied van onderzoek en onderwijs te behouden. Deze prijs is een investering in het hele Amerikaanse onderzoeksecosysteem dat baanbrekende ontdekkingen mogelijk zal maken."

Frontera is de laatste in een reeks van succesvolle onderscheidingen en implementaties door TACC met ondersteuning van NSF. Sinds 2006, TACC heeft drie supercomputers gebouwd en geëxploiteerd die debuteerden in de Top 10 van krachtigste systemen ter wereld:Ranger (2008), Stampede1 (2012) en Stampede2 (2017). Drie andere systemen debuteerden in de Top 25.

Als het vandaag is voltooid, Frontera zou het vijfde krachtigste systeem ter wereld zijn, de derde snelste in de VS en de grootste op elke universiteit. Ter vergelijking, Frontera zal ongeveer twee keer zo krachtig zijn als Stampede2 (momenteel de snelste supercomputer van de universiteit) en 70 keer zo snel als Ranger, die werkte tot 2013. Om te evenaren wat Frontera in slechts één seconde zal berekenen, een persoon zou ongeveer een miljard jaar lang elke seconde één berekening moeten uitvoeren.

"De NSF-prijs van vandaag bevestigt de reputatie van de Universiteit van Texas als de leider van het land op het gebied van academische supercomputers, " zei Gregory L. Fenves, voorzitter van UT Austin. "UT is er trots op de onderzoeksgemeenschap van dienst te zijn met de capaciteiten van wereldklasse van TACC, en we zijn verheugd om bij te dragen aan de vele ontdekkingen die Frontera mogelijk zal maken."

Verwachte vroege projecten op Frontera omvatten analyses van deeltjesbotsingen van de Large Hadron Collider, wereldwijde klimaatmodellering, verbeterde orkaanvoorspelling en multi-messenger astronomie.

Het primaire computersysteem wordt geleverd door Dell EMC en wordt aangedreven door Intel-processors. Data Direct Networks zal bijdragen aan het primaire opslagsysteem, en Mellanox zal de high-performance interconnect voor de machine leveren. NVIDIA, GRC (Green Revolution Cooling) en de cloudproviders Amazon, Google, en Microsoft zal ook een rol spelen in het project.

"De nieuwe Frontera-systemen vertegenwoordigen de volgende fase in de langetermijnrelatie tussen TACC en Dell EMC, gericht op het toepassen van de nieuwste technische innovatie om het menselijk potentieel echt mogelijk te maken, " zei Thierry Pellegrino, vice-president van Dell EMC High Performance Computing. "De substantiële kracht en schaal van dit nieuwe systeem zal onderzoekers uit Austin en de hele VS helpen de kracht van technologie te benutten om de komende jaren nieuwe ontdekkingen en vooruitgang in wetenschap en technologie voort te brengen."

"Het versnellen van wetenschappelijke ontdekkingen ligt aan de basis van de missie van de TACC, en het inschakelen van technologieën om deze ontdekkingen en innovaties vooruit te helpen, is een belangrijk aandachtspunt voor Intel, " zei Patricia Damkroger, Vice President bij Intel's Data Center Group en General Manager, Extreme Computing-groep. "We zijn er trots op dat de nauwe samenwerking die we hebben opgebouwd met TACC zal worden voortgezet met TACC's selectie van Intel Xeon Scalable-processors van de volgende generatie als de rekenengine voor hun vlaggenschip Frontera-systeem."

Faculteit van het Institute for Computational Engineering and Sciences (ICES) aan de UT Austin zal het team voor wetenschappelijke toepassingen en technologie van wereldklasse leiden, met partners van het California Institute of Technology, Cornell universiteit, Princeton Universiteit, Stanford universiteit, de Universiteit van Chicago, de Universiteit van Utah en de Universiteit van Californië, Davy.

Simulaties op industriële schaal van nieuwe technische ketelontwerpen (hierboven) zijn nodig om ze schoner en kosteneffectiever te maken. Systemen zoals Frontera zullen het mogelijk maken dat de modellen van dergelijke ontwerpen dichter bij de technische systemen staan ​​die worden gebouwd en het mogelijk maken om berekeningen te gebruiken om nieuwe ontwerpen veel sneller te evalueren voordat ze worden gebouwd. Krediet:de Universiteit van Utah; de Universiteit van Californië, Berkeley; en Brigham Young University

Ervaren technologen en operationele partners van de bovenstaande sites, evenals de Ohio State University, het Georgia Institute of Technology en de Texas A&M University zullen ervoor zorgen dat het systeem op alle gebieden effectief werkt, inclusief beveiliging, gebruikersbetrokkenheid en personeelsontwikkeling.

"Met zijn enorme rekenkracht, geheugen, bandbreedte, en opslag, Frontera luidt een nieuw tijdperk van computationele wetenschap en techniek in waarin gegevens en modellen naadloos worden geïntegreerd om een ​​nieuw begrip op te leveren dat met geen van beide alleen zou zijn bereikt, " zei Omar Ghattas, directeur van het Center for Computational Geosciences in ICES en co-hoofdonderzoeker van de prijs.

De naam van Frontera verwijst naar "Science the Endless Frontier, " de titel van een rapport uit 1945 aan president Harry Truman door Vannevar Bush dat leidde tot de oprichting van de National Science Foundation.

"NSF is ontstaan ​​uit de Tweede Wereldoorlog en het idee dat wetenschap, en wetenschappers, onze natie in staat had gesteld de oorlog te winnen, en voortdurende innovatie zou nodig zijn om 'de vrede te winnen', " zei Stanzione. "Veel van de grenzen van het onderzoek van vandaag kunnen alleen worden gevorderd door te rekenen, en Frontera zal een belangrijk hulpmiddel zijn om grote uitdagingen op te lossen die de gezondheid van onze natie zullen verbeteren, welzijn, concurrentievermogen en veiligheid."

Frontera gaat in de zomer van 2019 in productie en heeft een looptijd van vijf jaar. Naast het dienen als een hulpbron voor de wetenschappers en ingenieurs van het land, de prijs ondersteunt inspanningen om de haalbaarheid van een nog groter toekomstig leiderschapsklasse-systeem te testen en aan te tonen, 10 keer zo snel als Frontera, mogelijk worden ingezet als fase 2 van het project.