勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）今天表示，已經(jīng)將美國國家核安全局（National Nuclear Security Administration）的Lassen超級計算機與全球最大的計算機芯片進(jìn)行了集成。
此次集成意味著(zhù)Lassen系統（如圖所示）成為全球第一臺將人工智能技術(shù)與高性能計算建模和仿真功能相結合的超級計算機。
勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室表示，該系統旨在實(shí)現所謂的“認知模擬”，讓研究人員可以研究用于預測建模的創(chuàng )新方法。該計劃有幾個(gè)目標，包括協(xié)助在美國國家點(diǎn)火設施進(jìn)行融合內爆實(shí)驗、材料科學(xué)、以及通過(guò)“醫學(xué)治療研發(fā)計劃”快速開(kāi)發(fā)用于治療新冠病毒和癌癥的新藥。
Lassen超級計算機是目前全球排名第14的超級計算機，每秒浮點(diǎn)運算性能超過(guò)23 petaflops。勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室表示，該系統已經(jīng)集成了Cerebras Systems的CS-1加速器硬件系統，后者基于Wafer Scale Engine專(zhuān)用AI芯片，尺寸是標準數據中心GPU的57倍，封裝了1.2萬(wàn)億多個(gè)晶體管。
去年Cerebras宣布，配置了40萬(wàn)個(gè)處理核心的WSE芯片已經(jīng)針對AI工作負載進(jìn)行了優(yōu)化，配備18 GB高速板載內存。
該項目得到了美國國家核安全局（NNSA）的高級仿真和計算計劃的資助，在該計劃下，這款增強的系統將在未來(lái)十年內用于加速美國能源部和美國國家安全任務(wù)的一系列應用。
勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室首席技術(shù)官Bronis R. de Supinski表示，該計劃是在對計算提出了更高需求的情況下孕育而生的。由于計算需求已經(jīng)遠遠超過(guò)了摩爾定律（根據摩爾定律，芯片上的晶體管密度每?jì)赡攴环虼艘呀?jīng)無(wú)法通過(guò)常規手段提升計算性能了。
他說(shuō)：“認知仿真是一種可以推動(dòng)容量呈現指數級持續提升的方法，而像Cerebras CS-1這樣系統級的異構方法，是實(shí)現這一提升的一個(gè)重要組成部分。”
研究人員通過(guò)這種方法探索一種所謂“異構性”的新概念，在這個(gè)概念下，超級計算機的不同元素負責某個(gè)特定工作負載的不同方面。根據De Supinski的說(shuō)法，這樣就可以運行數據生成和糾錯之類(lèi)的操作，從而為各種科學(xué)問(wèn)題提供了一種更高效、更具成本效益的解決方案。
勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室計算機科學(xué)家Ian Karlin表示：“異構的系統讓我們能夠確定，我們所使用的應用，其不同組成部分是可以同時(shí)執行各種任務(wù)的。對于我們的認知模擬工作負載來(lái)說(shuō)，我們將在Cerebras硬件上運行機器學(xué)習負載，在GPU上運行高性能計算模擬負載，從而縮短了生成解決方案的時(shí)間。”
這意味著(zhù)，研究人員可以跳過(guò)工作流程中很多不必要的處理，加速深度學(xué)習神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，最大程度上減少了將某些問(wèn)題“切片和切成小塊”的需要。
勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室計算機科學(xué)家Brian Van Essen表示：“我們可以在更短的計算時(shí)間內進(jìn)行科學(xué)探索，也可以在科學(xué)不確定性更高的領(lǐng)域進(jìn)行更深入的研究，在有了更多計算時(shí)間的同時(shí)，得到更好的答案。”
Van Essen正在領(lǐng)導一個(gè)研究小組，該小組選擇在CS-1系統上運行兩種AI模型，初步工作重點(diǎn)是從多達50億張模擬激光內爆圖像中進(jìn)行學(xué)習，優(yōu)化用于國家點(diǎn)火裝置實(shí)驗的聚變目標，最終實(shí)現高能量輸出，以及更強大的核武器儲備管理應用聚變內爆。
與此同時(shí)，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室和Cerebras將合作建立一個(gè)人工智能卓越中心（Artificial Intelligence Center of Excellence），旨在確定認知模擬的最佳參數，這項研究可能會(huì )促使勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室向Lassen及其他超級計算機平臺中配置更多的CS-1。
作為該中心的負責人，Van Essen表示：“我是一名受過(guò)培訓的計算機架構師，因此有機會(huì )構建這樣的系統，并成為大規模部署這些系統的第一人，令人非常興奮。將其集成并耦合到像Lassen這樣的系統中，給我們提供了一個(gè)獨有的機會(huì )，讓我們能夠率先去探索這種框架。”來(lái)源：siliconANGLE
