Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft in totaal meer dan zeven miljoen node-uren op de Summit-supercomputer toegekend aan 20 onderzoeksteams.
Afbeelding: IBM
Energiegigant General Electric (GE) gaat een van 's werelds krachtigste supercomputers, IBM's Summit, gebruiken om twee nieuwe onderzoeksprojecten uit te voeren die de productie van schonere energie zouden kunnen stimuleren.
Vorige maand heeft het Amerikaanse ministerie van Energie (DoE), dat de top organiseert in het Oak Ridge National Laboratory, in totaal meer dan zeven miljoen node-uren op de supercomputer toegekend aan 20 onderzoeksteams, waarvan er twee behoren tot GE-onderzoek.
Het Summit-supercomputersysteem is het op één na krachtigste ter wereld, na de Fugaku-supercomputer in Japan. Summit is gebouwd door IBM en heeft een systeemvermogen dat overeenkomt met 70 miljoen iPhone 11's, die wetenschappers kunnen gebruiken om grote berekeningen uit te voeren, zoals het simuleren van het gedrag van systemen of het oplossen van complexe natuurkundige problemen.
ZIE: Supercomputers worden een andere cloudservice. Dit is wat het betekent
GE heeft nu de sluier opgelicht over de twee projecten die door de DoE zijn geselecteerd om op Summit te draaien, en ze zullen allebei knelpunten aanpakken bij de opwekking van hernieuwbare energie.
Eén team, geleid door GE-onderzoeker Jing Li, ontving 240.000 node-uren om onderzoek op het gebied van offshore windenergie vooruit te helpen. Met behulp van de Summit-supercomputer hoopt Li complexe simulaties uit te voeren om nieuwe manieren te bestuderen om offshore-turbines te besturen en te bedienen om de windproductie zo goed mogelijk te optimaliseren.
Li's team zal in het bijzonder kijken naar een windfenomeen dat bekend staat als kustjets op laag niveau, die langs vele kustlijnen voorkomen en de prestaties en betrouwbaarheid van offshore windturbines kunnen beïnvloeden. Dankzij high-fidelity computermodellen zullen de onderzoekers interacties tussen windparken en lage kustjets simuleren, om toekomstige, efficiëntere ontwerpen voor de parken te informeren.
De bevindingen zullen ook worden gebruikt als leidraad voor het ExaWind-project van het DoE, dat is ontworpen om de inzet van onshore en offshore windcentrales in de VS te versnellen.
Dit vereist een nauwkeurig begrip van de manieren waarop natuurlijke windverschijnselen interageren met de gebouwde infrastructuur. Het simuleren van deze interacties brengt echter hoge rekenkosten met zich mee, vanwege de vele factoren die een rol spelen. De meeste onderzoeksprojecten kunnen momenteel slechts het gedrag van een klein aantal turbines voorspellen.
Het ExaWind-project is gericht op het genereren van voorspellende simulaties van windparken met tientallen windturbines op megawattschaal verspreid over een gebied van vele vierkante kilometers met complex terrein – een berekening die simulaties met maximaal 100 miljard rasterpunten zou kunnen omvatten.
De enorme rekenkracht die Li's team met Summit heeft gekregen, is daarom een veelbelovende stap in de richting van het bereiken van de ExaWind-uitdaging.
GE-onderzoeker Michal Osusky kreeg op Summit ook nog eens 256.000 node-uren toegekend voor een afzonderlijk onderzoeksproject dat zich richt op het toepassen van methoden voor machine learning om het ontwerp van fysieke machines zoals straalmotoren of turbines voor energieopwekking te verbeteren.
Door machine learning en simulatie te combineren, kon het team van Osusky snel real-world engines nabootsen en virtuele tests uitvoeren om ontwerpen sneller te verifiëren dan met conventionele middelen.
“Deze simulaties zouden een ongekend inzicht geven in wat er in deze complexe machines gebeurt, veel verder dan wat mogelijk is door de experimentele tests van vandaag”, zei Osusky. “De hoop is dat we een platform als dit kunnen gebruiken om het ontdekkings- en validatieproces te versnellen voor schonere, efficiëntere motorontwerpen die onze decarbonisatiedoelen verder bevorderen.”
Wortelen voor een exascale toekomst
De Summit-supercomputer, met zijn 200 petaflops aan rekenkracht, zal waarschijnlijk de onderzoeksinspanningen van Li en Osusky aanzienlijk stimuleren, maar GE heeft zijn ogen al klaar op nog grotere systemen.
De DoE investeert effectief in de volgende generatie supercomputing, bekend als exascale, en die zal verwijzen naar systemen die elke seconde een triljoen berekeningen kunnen uitvoeren. Oak Ridge National Laboratory is momenteel bezig met de lancering van het eerste exascale-systeem van de VS, Frontier genaamd.
Frontier, die in 2021 debuteert en in 2022 voor gebruikers wordt geopend, is een apparaat van $ 600 miljoen dat een prestatie van 1,5 exaflops zal leveren – dat wil zeggen 50 keer sneller dan de huidige topsupercomputers. Er zijn al acht onderzoeksprojecten geselecteerd om vroegtijdig toegang tot het systeem te krijgen. Ze variëren van het simuleren van een Melkwegachtig sterrenstelsel tot het bestuderen van de manier waarop virussen gastheercellen binnendringen, tot het begrijpen van de universele eigenschappen van turbulentie.
ZIE: De snelste supercomputer in het VK is klaar voor gebruik: dit gaat hij doen
Andere laboratoria in het hele land zijn ook aan het racen om exascale-apparaten te lanceren. Argonne National Laboratory is bijvoorbeeld een samenwerking aangegaan met HPE om een exaschaalsysteem genaamd Polaris te leveren.
En GE wil graag deel uitmaken van de upgrade wanneer exascale-supercomputers online komen. “Overheidsinstanties hebben samengewerkt met industriële en academische partners om het computationele wetenschaps- en technische personeel en het ecosysteem voort te stuwen van de gigaschaal van de jaren 90 via teraschaal tot de petaschaal van vandaag en de op handen zijnde exaschaal – elke sprong in 'schaal' 1000 keer de capaciteit van de vorige, “, zegt Richard Arthur, senior directeur van onderzoek naar computationele methoden bij GE Research.
“Het wonder van aanhoudende exponentiële doorbraken in hardware- en softwaretechnologieën, gedurende tientallen jaren, maakt computationele modellering tot een fundamenteel instrument voor wetenschappelijke inzichten.”
Sommige experts hebben echter eerder twijfels geuit dat de exascale-revolutie in de buurt is. Eric Strohmaier, een van de auteurs van de gerenommeerde Top500-lijst, die regelmatig de 500 krachtigste supercomputers ter wereld opsomt, voorspelde onlangs dat een supercomputer die in staat is om één exaflop te bereiken niet voor de tweede helft van de jaren 2020 mag worden verwacht – een voorspelling dat sommige van zijn collega's beschreven als optimistisch.
IBM
AI: IBM toont nieuwe energiezuinige chip voor deep learning IBM lanceert Watson Works gericht op het beheer van het nieuwe normaal van het werk te midden van COVID-19 IBM schetst zijn kwantumcomputersoftware roadmap met flinke dosis Qiskit, open source IBM overweegt naar verluidt een verkoop van zijn Watson Health-activiteiten De toekomst van IBM en Red Hat (ZDNet YouTube)
Verwante onderwerpen:
Hardware CXO Digitale transformatie Tech Industrie Smart Cities Cloud