Суперкомп'ютер Doudna Національної лабораторії Лоуренса у Берклі працюватиме на платформі NVIDIA Vera Rubin

У Національній лабораторії Лоуренса Берклі в Берклі, Каліфорнія, оголосили про створення Doudna — революційного суперкомп'ютера. Ця система є великою національною інвестицією у зміцнення лідерства США в галузі високопродуктивних обчислень (HPC), що забезпечує американським дослідникам доступ до передових інструментів для вирішення глобальних завдань. «Він сприятиме науковим відкриттям в області хімії, фізики, біології та інших наук, використовуючи всю потужність штучного інтелекту», — заявив міністр енергетики США Кріс Райт (Chris Wright).

Doudna, також відомий як NERSC-10, названий на честь лауреатки Нобелівської премії та піонерки CRISPR Дженніфер Даудна (Jennifer Doudna). Система нового покоління розроблена не тільки для швидкості, але й для ефективності. Оснащена інфраструктурою Dell Technologies з архітектурою NVIDIA Vera Rubin і запланована до запуску у 2026 році, Doudna призначена для проведення досліджень в режимі реального часу в рамках найбільш актуальних наукових місій Міністерства енергетики США. Вона покликана вивести американських дослідників на передові позиції в області найважливіших наукових відкриттів, сприяючи інноваціям і забезпечуючи конкурентну перевагу країни в ключових технологічних областях.

«Я дуже пишаюся тим, що Америка продовжує інвестувати в цю конкретну область, — сказав засновник і генеральний директор NVIDIA Дженсон Хуанг (Jensen Huang). — Це основа наукових відкриттів для нашої країни. Це також основа економічного і технологічного лідерства».

«Для мене велика честь бути тут, — сказала Дженніфер Даудна, додавши, що вона «здивована і рада» тому, що суперкомп'ютер буде названий на її честь. «Я думаю, що ми знаходимося в дуже цікавому моменті в біології», — додала вона, зазначивши, що люди з різними навичками об'єднуються для розв'язання глобальних проблем.

На відміну від традиційних систем, які працюють ізольовано, Doudna об'єднує моделювання, дані та штучний інтелект в єдину платформу. «Суперкомп'ютер Doudna призначений для прискорення широкого спектра наукових робочих процесів», — сказав директор NERSC Судіп Досандж (Sudip Dosanjh). «Doudna буде підключений до експериментальних і спостережних об'єктів DOE через мережу Energy Sciences Network (ESnet), що дозволить вченим безперешкодно передавати дані в систему з усіх куточків країни та аналізувати їх практично в режимі реального часу».

Він розроблений, щоб надати понад 11000 дослідникам практично миттєвий відгук і інтегровані робочі процеси, допомагаючи вченим досліджувати складніші питання і знаходити відповіді швидше, ніж будь-коли. «Ми не просто створюємо швидший комп'ютер», — сказав Нік Райт (Nick Wright), керівник групи передових технологій і головний архітектор Doudna в NERSC. «Ми створюємо систему, яка допомагає дослідникам мислити ширше і робити відкриття швидше».

Ось що Райт очікує від Doudna:

Енергія термоядерного синтезу: прориви в моделюванні, які відкривають доступ до чистої енергії термоядерного синтезу.

Матеріалознавство: моделі штучного інтелекту, які розробляють нові класи надпровідних матеріалів.

Прискорення відкриттів у галузі лікарських препаратів: надшвидкий робочий процес, який допомагає біологам згортати білки досить швидко, щоб випередити пандемію.

Астрономія: обробка в реальному часі даних зі спектроскопічного приладу Dark Energy Spectroscopic Instrument на Кітт-Піку, щоб допомогти вченим скласти карту Всесвіту.

Очікується, що Doudna перевершить свого попередника, Perlmutter, більш ніж в 10 разів за науковою продуктивністю, при цьому споживаючи всього у 2-3 рази більше енергії. Це означає 3-5-кратне збільшення продуктивності на ват, що є результатом інновацій в області проєктування чіпів, динамічного балансування навантаження і ефективності на системному рівні.

Doudna сприятиме проривам в області AI в наукових областях, що мають велике значення для всієї країни. Серед основних досягнень можна виділити наступні:

AI для проєктування білків: Девід Бейкер (David Baker), лауреат Нобелівської премії 2024 року, використовував системи NERSC для підтримки своєї роботи з AI з прогнозування нових структур білків, вирішуючи завдання в різних наукових дисциплінах.

AI для фундаментальної фізики: такі дослідники, як Бенджамін Нахман (Benjamin Nachman), використовують AI для «розгортання» спотворень детекторів у даних з фізики частинок і аналізу даних про протони з електрон-протонних колайдерів.

AI для матеріалознавства: в рамках співпраці між Berkeley Lab і Meta був створений «Open Molecules 2025», величезний набір даних для використання AI з метою точного моделювання складних молекулярних хімічних реакцій. Дослідники, які беруть участь у проєкті, також використовують NERSC для своїх AI-моделей.

Doudna — це не автономна система. Вона є невіддільною частиною наукових робочих процесів. ESnet Міністерства енергетики США буде передавати дані з телескопів, детекторів і секвенаторів геному безпосередньо в машину за допомогою мережі NVIDIA Quantum-X800 InfiniBand з низькою затримкою і високою пропускною здатністю. Цей критично важливий потік даних пріоритезується за допомогою інтелектуальних механізмів якості обслуговування, що забезпечує його швидку і безперебійну роботу від введення до отримання результатів.

Це зробить систему неймовірно чуйною. Наприклад, у національному центрі термоядерного синтезу DIII-D дані про події в диспетчерській будуть безпосередньо передаватися в Doudna для швидкого моделювання плазми, щоб вчені могли вносити корективи в режимі реального часу. «Раніше ми вважали суперкомп'ютер пасивним учасником, що стоїть в кутку, — сказав Райт. — Тепер він є частиною всього робочого процесу, пов'язаного з експериментами, телескопами, детекторами».

Doudna підтримує традиційні HPC, передові технології штучного інтелекту, потокову передачу даних в реальному часі й навіть квантові робочі процеси. Це включає підтримку розробки масштабованих квантових алгоритмів і спільного проєктування майбутніх інтегрованих квантово-HPC-систем з використанням таких платформ, як NVIDIA CUDA-Q. Всі ці робочі процеси будуть виконуватися на платформі NVIDIA Vera Rubin наступного покоління, яка буде поєднувати високопродуктивні CPU з когерентними GPU, що означає, що всі процесори можуть безпосередньо отримувати доступ до даних і обмінюватися ними для підтримки найвимогливіших наукових робочих навантажень.

Дослідники вже переносять повні конвеєри з використанням таких фреймворків, як PyTorch, комплект для розробки програмного забезпечення NVIDIA Holoscan, TensorFlow, NVIDIA cuDNN і NVIDIA CUDA-Q, які оптимізовані для графічних процесорів Rubin і архітектури NVIDIA NVLink. Понад 20 дослідницьких груп вже переносять повні робочі процеси на Doudna в рамках програми NERSC Science Acceleration Program, займаючись усім, від кліматичних моделей до фізики елементарних частинок. Мова йде не тільки про обчислення, але і про відкриття, інтегровані від ідеї до розуміння.

Минулого року наука, що спирається на штучний інтелект, отримала дві Нобелівські премії. Від кліматичних досліджень до реагування на пандемії — наступні прориви не чекатимуть кращої інфраструктури. З запланованим запуском у 2026 році Doudna готова очолити нову еру прискореного розвитку науки. Об'єкти DOE по всій країні, від Fermilab до Joint Genome Institute, будуть покладатися на його можливості, щоб перетворити сьогоднішні питання на завтрашні прориви.

«Це не система для однієї галузі, — зазначив Райт. — Вона призначена для відкриттів — у хімії, фізиці та галузях, які ми ще не можемо собі уявити». Як підкреслив Хуанг, Doudna — це «машина часу для науки». Вона стискає роки відкриттів до декількох днів і надає найскладнішим проблемам світу ту силу, на яку вони так довго чекали.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI