l supercomputer più potente del mondo è fatto su misura per l’era dell’IA

Ultimo aggiornamento: 26.05.20

Dal 2013, i supercomputer cinesi hanno occupato il gradino più alto nella classifica di quelli più potenti al mondo. Ma l’America non è stata a guardare ed è tornata in testa. Gli ingegneri del Oak Ridge National Lab del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ubicato nello stato del Tennessee hanno svelato Summit, un supercomputer potente che è stato in grado di sbaragliare l’attuale primatista, il supercomputer “made in cina” di Sunway TaihuLight.

 

Il supercomputer, se spinto al massimo delle prestazioni, riescr ad arrivare a qualcosa come  200 petaflop che, tradotto in termini più semplici, significa ben 200 milioni di miliardi di calcoli al secondo. Per dirlo in parole povere, tutti gli abitanti della terra dovrebbero fare un calcolo ogni secondo di ogni giorno per 305 giorni per arrivare al pari di ciò che la nuova macchina può fare in un batter d’occhio. Summit è più veloce del 60% rispetto al cinese TaihuLight e quasi otto volte più rapido di Titan, una macchina ospitata sempre Oak Ridge e detentrice del primato di rapidità di un supercomputer statunitense prima di Summit.

 

Non solo per il Guinness dei primati 

Ma non è solo una questione di orgoglio nazionale. I supercomputer hanno già trovato impiego in ampi  e diversi settori industriali, come nelle aziende dedite alla realizzazione di nuovi aerei civili fino quelle che studiano (e creano) nuovi materiali. Non mancano, come ci si potrebbe aspettare, supercomputer destinati a impieghi meno nobili, come quelli attivi nel settore militare per “inventare” nuove e sempre più pericolose armi. E non stupisce quindi, che, per quest’ultimo impiego, il fatto che il più potente supercomputer sia utilizzato dagli Stati Uniti, assicurerà loro un vantaggio nella produzione di armi di distruzione di massa, rispetto agli altri Paesi considerati “nemici”, Cina in testa.

Prodotto da zero, Summit vanta di essere il primo modello pensato per essere impiegato nelle più pesanti applicazioni AI, tra cui spiccano le reti neurale quelle per l’apprendimento automatico. Ha oltre 27.000 GPU di Nvidia, i cui prodotti hanno alimentato molte applicazioni AI e include anche alcuni dei chip Power9 di IBM, che la società ha creato un paio di anni fa appositamente per i carichi di lavoro di questo tipo. Esiste anche un collegamento ultraveloce per la spedizione dei dati tra questi processori in silicone.

In aiuto alla ricerca

In IBM affermano che la potenza di calcolo messa in campo da Summit permette di elaborare alcuni tipi di applicazione, rispetto a Titan, fino a dieci volte più rapidamente. Allo stesso tempo utilizza solo il 50% in più di energia elettrica. Per quanto riguarda l’intelligenza artificiale, sono previsti alcuni progetti tra cui uno che prevede l’utilizzo per elaborare un’enorme quantità di immagini mediche e rapporti scritti. L’obiettivo è quello di provare a tracciare se ci sono relazioni tra geni e tumori. Un altro tenterà di identificare i tratti genetici che potrebbero predisporre le persone alla dipendenza da oppiacei e ad altre droghe.

I supercomputer più potenti, come Summit, aiuteranno anche a far progredire la conoscenza in settori come la modellistica climatica. Patrick Brown del Carnegie Institution for Science dell’Università di Stanford sottolinea che una delle maggiori sfide è la modellizzazione del comportamento delle nuvole, che hanno un’influenza significativa sulla quantità di riscaldamento che possiamo aspettarci. Con una maggiore potenza di calcolo, afferma, sarà più semplice capire ciò che sta accadendo alle nuvole in modo molto più dettagliato e su orizzonti temporali più lunghi. Ciò potrebbe aiutare a risolvere la relazione tra i risultati di diversi modelli climatici.

 

Una gara di velocità

Summit è anche un importante trampolino di lancio per il prossimo grande passo nel campo dell’informatica: macchine capaci di un exaflop, o un miliardo di miliardi di calcoli al secondo. Una gara internazionale appena iniziata, con gli Stati Uniti e la Cina considerati i due primi Paesi che potrebbero raggiungere questo prestigioso traguardo. 

Gli Stati Uniti stanno cercando di costruire molte di queste macchine, che potrebbero costare tra i 400 e i 600 milioni di dollari ciascuna, e saranno supportati da Nvidia, IBM e altre società come Intel, famose paradossalmente per offrire anche prodotti consumer per creare un computer desktop assemblato. L’obiettivo è di mettere in funzione uno o più di questi computer “exascale” tra il 2021 e il 2023.

Jack Wells di Oak Ridge afferma che l’esperienza nella costruzione di Summit, che riempie un’area delle dimensioni di due campi da tennis e trasporta 4.000 litri d’acqua al minuto attraverso il suo sistema di raffreddamento per eliminare circa 13 megawatt di calore, aiuterà nei lavori di progettazione delle macchine exascale, che richiederanno un’infrastruttura ancora più impressionante. 

Cose come la gestione avanzata della memoria di Summit e i nuovi collegamenti ad alta larghezza di banda che collegano i suoi chip saranno essenziali per gestire la grande quantità di dati generati dalle macchine exascale. Gli scienziati del laboratorio nazionale affermano di aver già sfruttato l’intelligenza artificiale di Summit per condurre ciò che è effettivamente un calcolo genomico comparativo exascale. Grazie a questi e altri progressi, Summit ci aiuterà a raggiungere picchi ancora più impressionanti della potenza di calcolo

Summit contro il coronavirus

I biofisici dell’Università del Tennessee hanno utilizzato il supercomputer Summit per setacciare migliaia di molecole e trovare potenziali composti che potrebbero essere usati come nuovo farmaco contro SARS-CoV-2, il coronavirus responsabile dell’attuale pandemia di COVID-19. 

Dopo un paio di giorni di calcoli, il supercomputer è riuscito a trovare almeno 77 composti che indicano che potrebbero potenzialmente aiutare a prevenire la SARS-CoV-2 dall’invasione delle cellule umane. 

I risultati sono stati recentemente pubblicati in un documento disponibile sul server di ChemRxiv. Questo significa che il documento è in attesa di revisione, quindi la ricerca dovrebbe essere considerata un “work in progress”.  

Le superfici dei coronavirus sono ricoperte da proteine ​​simili a corone (da cui il nome) che consentono ai virus di legarsi e infettare le cellule umane. Comprendendo le proteine ​​dei virus e i recettori dell’ospite delle cellule umane, nonché il modo in cui altri composti chimici interagiscono con essi, è possibile capire come i farmaci potrebbero essere efficaci contro il patogeno. 

Summit è stato utilizzato per analizzare in profondità un database di oltre 8.000 composti conosciuti da droghe, prodotti chimici, medicinali a base di erbe e prodotti naturali esistenti. Il suo compito era quello di capire quali siano i composti che sembrano essere in grado di legarsi ai picchi della proteina SARS-CoV-2, bloccando così la chiave del virus e teoricamente impedendogli di invadere le cellule del corpo.

Questa ricerca non è la prima a utilizzare i supercomputer per trovare nuovi farmaci. Proprio il mese scorso, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo algoritmo informatico per setacciare un vasto archivio digitale di oltre 100 milioni di composti chimici e hanno scoperto una molecola che sembra possedere proprietà antibiotiche davvero notevoli.

 

 

 

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