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STFC Hartree Centre

May 30, 2022 \ AI, Cloud, HPC

グラフコアはハーツリーセンターの 核融合エネルギー研究を加速

筆者

Fabrice Moizan

業界との相互活動を目的とした、世界をリードするスーパーコンピューター施設「ハーツリーセンター」は、イギリス原子力公社(UKAEA)と協力して、クリーンで商業的に実行可能な核融合エネルギーを提供することを目指した研究に、グラフコアのインテリジェント・プロセッシング・ユニット(IPU)技術を使用します。

ハーツリーセンターのスーパーコンピューター集積内でのIPUシステムの採用は、グラフコアとセンターの親組織である科学技術施設会議(STFC)の間の戦略的パートナーシップの始まりです。新しいパートナーシップの範囲には、英国のエクサスケール演算の競争力を高める、産業関連の任務が幅広くあります。

核融合エネルギーのリーダーシップに対する英国の展望を強化

ハーツリーセンターの使命は、高性能演算(HPC)、データ分析、AIを通じて英国の産業を変革することです。ハーツリーセンターは昨年、STFCとUKAEAの協力の下、核融合エネルギーの極限規模の演算において、中核となる新しい研究拠点になりました。

核融合エネルギーの科学と技術の国際的リーダーとして、UKAEAは、核融合が、世界における未来のエネルギー供給の、安全、低炭素、持続可能な部分になると考えています。

ハーツリーセンターは、STFCとUKAEAの協力の下、最新の演算システムと一流のスーパーコンピューターおよびデータサイエンスの専門知識を適用して、科学者やエンジニアが核融合の理解を深め、実行可能な動力プラント技術を開発するのに役立つ、複雑なモデルとシミュレーションを実行しています。研究プロジェクトには、将来の核融合動力プラントの「デジタルツイン」の開発、核融合プロセスを推進する複雑な物質の第4状態のプラズマの理解とモデリングが含まれます。

現実の試作に対する技術的およびコスト的な高い障壁を考えると、このようなプロジェクトは事実上「インシリコ」で実施する必要があり、世界で最も先進的で有能な演算リソースへのアクセスが必要です。

ハーツリーセンターのディレクターであるKate Royse教授はこう話します。「クリーンな核融合エネルギーを提供するという目標は、今、最も科学的に注力されているものの1つです。シミュレーションで人工知能を使うことを含めて、この目標を追求するために、あらゆる分野で画期的な技術が展開されています。

進歩を加速させることで、この新しく革新的なエネルギー生成方法を、遅かれ早かれ誰にでも利用してもらえるような分野で、グラフコアと協力することを楽しみにしています。」

AIとHPCの合流点でのパートナーシップ

STFC-UKAEA核融合エネルギー研究プロジェクトは、AIとHPCの間で融合の傾向が強くなってきていることを示しています。HPCは演算科学の進歩を後押しするのに不可欠なツールであり、AIは加速された時間枠で大規模なシミュレーションを実行するために、従来のHPC技術とともに、利用が増え続けています。グラフコアシステムは、大型ハドロン衝突型加速器のデータで、すでに使用されています

このHPCとAIの間の融合により、一枚岩システムでは満たすことができない新しい異種作業負荷が生成されます。このような作業負荷には、両方のメリットを組み合わせて、持続的なエクサスケール性能を加速および達成するための新しいハイブリッドシステムとアプローチが必要です。

グラフコアのIPUシステムは、このようなハイブリッドAI・HPC作業負荷に特に適しており、既存のデータセンターにシームレスに一致しながら、さまざまな応用でクラス最高の性能を提供できます。

UKAEAのアドバンストコンピューティング責任者Rob Akersさんはこう話します。「核融合動力プラントである、複雑で、強く結合されたマルチフィジックスシステムをモデル化することは、間違いなくシミュレーションの大きな課題です。これは、長い間エクサスケールの課題と言われてきたものです。

今になってようやく、世界初のエクサスケール機械の利用可能性、そしてAI手法と従来のHPCアルゴリズムの融合で、核融合動力プラントのデジタルツインが現実的な展望になりました。グラフコアのIPUシステムで、第2世代のエクサスケール機械がどのようなものになりそうかが見えてきます。ハーツリーセンターおよびグラフコアと協力して、核融合動力プラント設計の予測機能を中心に、変革をエンジニアリングできることをとても嬉しく思います。」

GraphcoreとSTFC:より広く協力の基盤を構築

グラフコアと協力しているハーツリーセンターの最初の研究者グループでは、IPU技術へのアクセスは、ヨーロッパのクラウドおよびEDGEプロバイダーであるG-Core LabsのIPUクラウドサービスを介して提供されます。AIおよびHPC技術のグローバルリーダーであるAtosは、システムインテグレーターとして、G-Core Labs、グラフコア、ハーツリーセンターの研究者チームと緊密に連携します。

グラフコアとSTFCの戦略的パートナーシップの一環として、グラフコアは広範な技術トレーニング(ワークショップ含む)を提供し、STFCは作業負荷の高速化とハーツリーセンターでの研究加速における、IPUシステムの性能関連のガイダンスとフィードバックを共有します。

STFC、グラフコア、Atosは、多様な研究と革新コミュニティに適切で野心的な演算能力を提供することを目的とした、英国のエクサスケール演算戦略を支えるさらなるパートナーシップも模索していきます。

AtosのVPで、HPC・AI・量子営業グローバルヘッドのAndy Grantさんはこう話します。「Atosは、グラフコアおよびG-Core Labsと協力して、核融合エネルギーなどの重要な作業を支える、高度なAI演算をSTFCに提供できることを嬉しく思います。この種の重要かつ世界を変えるような研究は、AIとHPCの融合による最高の可能性を示しています。」

さらに、パートナーシップでは、STFC、グラフコア、Atosが共同で、また新しく設立されたハートリーデジタルイノベーション国立センター(HNCDI)を介してなどで、産業パートナーシップとエンゲージメントを探求することが求められています。これは、企業がスーパーコンピューター、データ分析、AI、量子コンピューターなどのデジタル技術の採用に必要なスキル、知識、技術的能力を習得するための、安全かつ支えとなる環境を提供するものです。

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