Het Texas Advanced Computing Center (TACC) van de Universiteit van Texas in Austin heeft vandaag Frontera gelanceerd, de snelste supercomputer op elke universiteit en het 5e krachtigste systeem ter wereld. TACC is ook de thuisbasis van Stampede2, de op één na snelste supercomputer aan een Amerikaanse universiteit. De lancering van Frontera bevestigt UT Austin onder de academische leiders van de wereld op dit gebied.

Samen met vertegenwoordigers van de National Science Foundation (NSF) - die het systeem financierde met een prijs van $ 60 miljoen - UT Austin, en technologiepartners Dell Technologies, Intel, Mellanox-technologieën, DataDirect-netwerken, NVIDIA, IBM, CoolIT en Groene Revolutie Koeling, TACC luidde een nieuw tijdperk van academische supercomputing in met een hulpmiddel dat de beste wetenschappers van het land zal helpen de wetenschap op de grootste schaal te verkennen en de volgende generatie ontdekkingen te doen.

"Wetenschappelijke uitdagingen vragen om computers en data op de grootst en meest complexe schaal die mogelijk is. Dat is waar Frontera om draait, " zei Jim Kurose, adjunct-directeur voor Computer and Information Science and Engineering bij NSF. "Frontera's leiderschapsklasse computercapaciteit zal de meest computationeel uitdagende wetenschappelijke toepassingen ondersteunen waar Amerikaanse wetenschappers vandaag aan werken."

Frontera ondersteunt sinds juni wetenschappelijke toepassingen en heeft al meer dan drie dozijn teams in staat gesteld om onderzoek te doen naar een reeks onderwerpen, van fysica van zwarte gaten tot klimaatmodellering tot medicijnontwerp, simulatie gebruiken, data-analyse, en kunstmatige intelligentie op een schaal die voorheen niet mogelijk was.

Voor het eerst aangekondigd in augustus 2018, Frontera is begin 2019 gebouwd, en behaalde de #5-plek op de tweejaarlijkse TOP500-lijst in juni, het behalen van 23,5 PetaFLOPS (23,5 miljard miljoen drijvende-kommabewerkingen per seconde) op de hoogwaardige LINPACK-benchmark, een maat voor de rekenkracht van het systeem.

Olexandr Isayev, een chemicus van de Universiteit van North Carolina, gebruikte Frontera om meer dan drie miljoen atoomkrachtveldberekeningen in minder dan 24 uur uit te voeren - een belangrijke prestatie in snelle kwantumberekeningen. De berekeningen maken deel uit van een poging om een ​​kunstmatige intelligentiesysteem te trainen dat de waarschijnlijke kenmerken van nieuwe medicijnverbindingen kan voorspellen en verbindingen kan identificeren met het vermogen om specifieke cellen te targeten.

"Het is een geweldige machine, vooral voor kwantummechanica toepassingen, "Zei Isayev. "We kijken er echt naar uit om grootschalige berekeningen uit te voeren die voorheen niet mogelijk waren."

Ganesh Balasubramanian, een assistent-professor Werktuigbouwkunde en Mechanica aan de Lehigh University, heeft Frontera gebruikt om de dynamiek van organische fotovoltaïsche materialen en modelproductieomstandigheden te bestuderen.

"De bliksemsnelheid waarmee Frontera berekeningen uitvoert, is zeer gunstig, " zei Balasubramanian, die tijdens de vroege gebruikersperiode een vijfvoudige versnelling ervoer in zijn simulaties van de productie van zonnemateriaal. "Algemeen, het volledige tempo van computationeel onderzoek zal worden verhoogd door de komst van Frontera."

Manuela Campanelli, een astrofysicus aan het Rochester Institute of Technology, heeft Frontera gebruikt om de langste simulaties ooit uit te voeren van de fusie van neutronensterren, inclusief voor het evenement in 2017 dat werd gedetecteerd door de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), de in Europa gevestigde Maagd-detector, en 70 observatoria op de grond en in de ruimte.

"Frontera is een geweldig systeem omdat het ons een zeer groot aantal computerknooppunten geeft die we kunnen gebruiken om zeer complexe problemen op te lossen. Campanelli zei. "Dit soort middelen zijn niet beschikbaar op de meeste universiteitscampussen, dus we hebben Frontera echt nodig om de simulatie te kunnen doen die we doen."

Frontera bestaat uit Dell EMC PowerEdge servers met 8, 008 rekenknooppunten, die elk twee 2e generatie Intel Xeon schaalbare ("Cascade Lake") processors bevatten, in totaal meer dan 16, 000 processors en bijna een half miljoen cores, verbonden door een 200 gigabit per seconde HDR Mellanox InfiniBand high-speed netwerk.

Het systeem omvat innovatieve flash-opslag van DataDirect Networks en nieuwe koelsystemen van CoolIT, Cooltera, en Groene Revolutie Koeling (GRC), en maakt gebruik van verschillende opkomende technologieën op ongekende schaal, inclusief krachtige, versies met hoge kloksnelheid van de nieuwste Intel Xeon-processors, Intel Deep Learning-boost, Intel Optane-geheugen, en verschillende soorten vloeistofkoeling.

In augustus, Frontera heeft twee nieuwe subsystemen toegevoegd om extra prestaties te leveren en om alternatieve computationele architecturen voor de toekomst te verkennen. Een 360 NVIDIA Quadro RTX 5000 GPU (grafische verwerkingseenheid) systeem ondergedompeld in vloeistofkoelmiddelrekken ontwikkeld door GRC zal efficiëntere manieren onderzoeken om toekomstige systemen te koelen, en verkennen van geoptimaliseerde computergebruik met één precisie. Een IBM POWER9-gehost systeem met 448 NVIDIA V100 GPU's biedt extra prestaties, en de best presterende GPU-architectuur te bieden met een nauwe koppeling met de processor- en geheugensubsystemen. Deze aanvullende systemen zullen kunstmatige intelligentie versnellen, machinaal leren, en moleculair dynamisch onderzoek voor Frontera-onderzoekers op gebieden variërend van kankerbehandeling tot biofysica.

In de komende maanden, Frontera zal integreren met cloudproviders Microsoft, Google, en Amazon om onderzoekers toegang te geven tot opkomende computertechnologieën en langetermijnopslag.

Frontera zal ten minste vijf jaar actief zijn en gedurende zijn leven honderden onderzoeksprojecten en duizenden onderzoekers op bijna elk wetenschapsgebied ondersteunen. Het zal naar verwachting een grote impact hebben op:

• Modellering van natuurlijke gevaren - het voorspellen van het traject en de intensiteit van stormen, en helpen bij het ontwerpen van infrastructuur die bestand is tegen de sterkste rampen;
• Genomica - inclusief precisielandbouw om de groeiende wereldbevolking te voeden;
• Energieonderzoek - van fusie tot zonne-energie tot schonere kolen;
• Astrofysica - inclusief multi-messenger astronomie en zwaartekrachtsgolfmodellering; en,
• Materiaalwetenschappen - een combinatie van modellering en diepgaand leren gebruiken om de ontwikkeling van nieuwe moleculen voor geneeskunde en engineering te versnellen.

Projecten zullen worden geselecteerd via een competitieve aanvraagprocedure en onderzoekers zullen moeten aantonen dat ze een computer op de schaal van Frontera nodig hebben om hun problemen op te lossen.

Faculteit van het Oden Institute for Computational Engineering and Sciences aan de UT Austin leidt het Frontera-team voor wetenschappelijke toepassingen en technologie van wereldklasse, met partners van het California Institute of Technology, Cornell universiteit, Georgia Tech-universiteit, Universiteit van Ohio, Princeton Universiteit, Stanford universiteit, Texas A&M-universiteit, de Universiteit van Chicago, de Universiteit van Utah, en de Universiteit van Californië, Davy.

Frontera zal dienen als een krachtig instrument voor de grootste en meest rekenintensieve gebruikers in het land, en een oefenterrein voor de volgende generatie wetenschappers.

"Academische onderzoekers hebben nog nooit zo'n krachtig hulpmiddel gehad om de problemen op te lossen die voor hen van belang zijn. " zei Dan Stanzione, TACC uitvoerend directeur. "We zijn trots om Frontera te lanceren - een nieuwe, nationale bron voor wetenschap die de ontdekkingen van de toekomst zal aandrijven."