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Lernen Sie den neuen schnellsten Supercomputer der Welt kennen

2022

Später in diesem Monat, wenn eine Rangliste von Supercomputern mit dem Namen TOP500 herauskommt, wird erwartet, dass der höchste Punkt an eine amerikanische Maschine namens Summit geht.

Wenn Sie Summit auf Ihren Schreibtisch stellen möchten, benötigen Sie eine Workstation, die ungefähr die Größe von zwei Tennisplätzen hat. Das liegt daran, dass diese spezielle Maschine 5.600 Quadratmeter Platz einnimmt. Seine Eingeweide verteilen sich auf mehr als 250 Schränke von der Größe eines Kühlschranks. Und innerhalb des Systems befinden sich 185 Meilen Glasfaserkabel, ungefähr genug, um sich von New York City nach Providence, Rhode Island, zu erstrecken. (Die offizielle TOP500-Liste wird am 25. Juni veröffentlicht, und Jack Dongarra, Professor an der Universität von Tennessee, Knoxville und einer der Autoren der Liste, sagt per E-Mail, dass er damit rechnet, dass diese Maschine an erster Stelle steht.)

Summit ist bereits im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee in Betrieb, wo es nicht auf einem Schreibtisch steht. Es ist auf einer großen Betonplatte. Hier ist, wie es funktioniert und was es tun kann.

Das Gehirn eines Computers ist der Prozessor. Ihr Laptop verfügt beispielsweise möglicherweise über einen Chip mit zwei Prozessorkernen. Summit verfügt über 9.216 CPU-Chips. Es handelt sich um IBM Power9s, und jeder von ihnen verfügt über 22 Kerne, also insgesamt 202.752. Möchten Sie noch granularer werden? Jeder dieser Chips steckt in 8 Milliarden winzigen Transistoren, was eine Gesamtsumme von 73.728.000.000.000 ergibt. Neben diesen Prozessoren verfügt Summit auch über 27.648 GPUs oder Grafikprozessoren, die eng mit diesen anderen Prozessoren verbunden sind und sich ideal für Berechnungen mit künstlicher Intelligenz eignen.

Hillery Hunter, Direktor für kognitive Infrastruktur bei IBM Research, gibt an, dass die Maschine etwa eine Million Mal leistungsstärker ist als ein typischer High-End-Laptop. Und anders als ein gewöhnlicher Computer ist dieser Supercomputer wassergekühlt - er verbraucht etwa 4.000 Gallonen pro Minute, um die von ihm erzeugte Wärme abzuführen. Seine Verarbeitungsfähigkeit liegt bei 200 Petaflops.

Dieser Supercomputer steht Forschern offen und wird nicht für klassifizierte Regierungsarbeiten verwendet, sagt Jack Wells, der Wissenschaftsdirektor am Oak Ridge National Laboratory, dem Zuhause von Summit. Das bedeutet, dass Universitäts- und Laborpersonal, Unternehmen und andere Regierungsbehörden wie die NASA und das NIH damit ihre Forschungsarbeiten durchführen können.

Ein möglicher Anwendungsfall ist die Simulation komplexer Ereignisse in der Natur. Wells hakt die Art von Dingen ab, die es simulieren kann: Dinge wie Molekulardynamik, "Erdbeben, die sich durch den Erdmantel ausbreiten" und "die Fülle schwerer Elemente, die in einer Supernova-Simulation erzeugt werden", sagt er.

Mit einer so leistungsstarken Maschine können nicht nur Simulationen ausgeführt, sondern auch bereits vorhandene Daten analysiert werden, beispielsweise die Genome, die genetischen Codes von Pflanzen und Tieren.

Summit simuliert nicht nur die Komplexität der natürlichen Welt oder von Menschen geschaffene Konstruktionen wie Kernreaktoren, sondern ist auch in der Lage, die Arten von Berechnungen durchzuführen, die maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz erfordern.

Alle diese GPUs sind eng mit den Prozessoren verbunden, was Hunter von IBM als „Superhighway“ bezeichnet. GPUs sind wichtig für Computer, die für High-End-Spiele gedacht sind und die Grafiken auf dem Monitor rendern Aber GPUs sind auch wirklich gut darin, die Art von Mathe zu machen, die KI benötigt.

"Diese Maschine wird sich bei AI [Computing] durch die Kombination ihrer Fähigkeit zum Knacken von Zahlen mit ihrer Fähigkeit zum Verschieben von Daten auszeichnen", sagt Hunter. Mit anderen Worten: Diese GPUs sind sehr leistungsfähig, während die CPUs und die schnelle Verbindung zu den GPUs dazu beitragen, die Daten schnell zu übertragen. "Die andere Art von Magie, die in Summit vorkommt", fügt sie hinzu, "besteht in der Fähigkeit, große Teile des Computers - viele, viele GPUs und viele, viele CPUs - zu verwenden." eine einzelne KI-Berechnung durchführen.

Was ist der Sinn dieser KI-Fähigkeiten? "Es gibt faszinierende Fähigkeiten, die diese Maschine leisten kann", sagt Hunter. Eine davon ist die Untersuchung von Krebs und die Analyse früherer Behandlungsschemata. Eine andere ist die Analyse von Informationen aus der Radiologie. Oder es könnte auch versucht werden, genetische Faktoren zu verstehen, die zu bestimmten Arten von Sucht beitragen, sagt sie. Und wenn all das durchfällt, denke einfach an all die Bitcoin, die es abbauen könnte.

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