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Tag: GPU Computing

“强大的遗产:研究员的母亲激发了对核聚变的热情”

编辑注:这是系列文章的一部分,介绍了利用高性能计算推进科学研究的研究人员。 还在上高中之前,葛东就想成为像她妈妈一样的物理学家,她的妈妈是上海交通大学的教授。 “她说清洁能源对于人类的持续发展非常重要,她经常谈论这个问题,”葛东说(上图为她两岁时和妈妈在一起的照片)。 葛东 现年32岁的她正在一家初创公司追寻这个梦想,希望通过高性能计算和人工智能找到商业化的核聚变道路。 物理学中的人工智能先驱 2014年,她的一生的工作将她从上海带到了普林斯顿大学著名的等离子物理实验室,她在那里获得了博士学位。 她的博士论文基于普林斯顿的同事们的进展。他们是第一个使用人工智能预测可能导致聚变反应堆故障的等离子体干扰的人。 葛东的工作揭示了比太阳表面更热的等离子体边缘在一个名为托卡马克的环形封闭设备内的行为。 后来,她与同事和英伟达专家共同工作了一年多的时间,利用英伟达Omniverse创建了一个数字孪生体,展示了等离子体在托卡马克内部的循环。通过使用人工智能,这一努力大大降低了基于传统数值计算方法的模拟成本。 https://blogs.nvidia.com/wp-content/uploads/2023/09/OV-sim-of-ppl-tokamak.mp4 这些结果可能有助于工程师构建能够安全地将超热等离子体保持在未来发电厂内的控制系统,加速清洁能源的到来。 一个关键的谈话 在新冠疫情封锁期间,葛东回到了上海在家工作。在2021年,她与朋友周阳进行了一次关键的对话,决定共同创办能源奇点(Energy Singularity),一个野心勃勃的初创公司。 周阳表示他想要建造一个托卡马克。当她对这个数十亿美元的想法不屑一顾时,他详细解释了一项成本要低得多的计划。 能源奇点团队与他们的超导磁体 然后他解释了为什么他想采用一种在研究人员中很受欢迎的方法,使用高温超导磁体来控制等离子体。尽管他学习的是物理学的一个分支,但他可以从根本方程开始解释这一理论的基础。 在他们的对话之后,“我太兴奋了,整夜都没睡觉,”她对这个大胆的计划说。 几个月后,他们与其他三个人一起创办了这家公司。 对人工智能的新挑战 学习如何构建和控制强大而脆弱的磁体是这家初创公司的主要技术挑战。团队正在利用高性能计算和人工智能寻找解决方案。 “这是一个全新的研究领域,可以利用统计分析加速AI的发展,以实现最有效和最低成本的方法,”她说。 这家初创公司已经在办公室内的一台英伟达加速服务器上设计其原型。 “我们一直在使用英伟达的GPU进行研究,它们是当今等离子物理学中最重要的工具之一,”她说。…

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加速加速器:科学家用GPU和人工智能加速CERN的高性能计算

编辑注:本文是一系列采访使用高性能计算推进科学研究的研究人员的文章之一。 Maria Girone正在利用加速计算和人工智能扩展世界上最大的科学计算机网络。 自2002年以来,这位物理学博士一直在为跨越40多个国家的170个站点的系统网格工作,支持欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC),该机本身即将进行重大升级。 巨型加速器的高亮度版本(HL-LHC)将产生10倍于质子碰撞,每年产生的数据量将达到艾克斯字节级别。这比2012年它两个实验中发现希格斯玻色子时产生的数据量高一个数量级,这个亚原子粒子验证了科学家对宇宙的理解。 日内瓦的召唤 Girone从小就热爱科学。 “在大学里,我想学习统治宇宙的基本力量,所以我专注于物理学。”她说,“我被CERN吸引,因为那里来自世界各地的人们共同热爱科学。” 欧洲核子研究组织坐落在日内瓦湖和朱拉山之间,是超过12,000名物理学家的中心。 CERN及其下方的LHC地图(图像由CERN提供) 它的27公里环形被称为世界上最快的赛道,因为质子以99.9999991%的光速绕过它。它的超导磁体在接近绝对零度时运行,产生的碰撞瞬间比太阳还热数百万倍。 开放实验室的大门 2016年,Girone被任命为CERN开放实验室的首席技术官,该组织聚集了学术和工业研究人员,加速创新并应对未来的计算挑战。它与位于意大利的HPC和AI专家E4计算机工程紧密合作,并通过该合作与NVIDIA合作。 在最初的工作中,Girone组织了CERN开放实验室的第一个人工智能研讨会。 工业界的参与度很高,对技术充满热情。物理学家在他们的演示中解释了面临的挑战。 “到了晚上,我们意识到我们来自两个不同的世界,但是人们在互相倾听,并热情地提出了下一步要做什么的建议,”她说。 物理AI的崛起 Girone表示,如今,高能物理中应用AI的出版物数量正在增加。她说,这项工作吸引了看到用AI解决复杂问题的机会的年轻研究人员。 与此同时,研究人员也正在将物理软件移植到GPU加速器上,并使用现有的在GPU上运行的AI程序。 “如果没有NVIDIA与我们的研究人员合作解决问题、回答问题和撰写文章的支持,这不会发生得如此迅速,”她说。“拥有NVIDIA的人能够欣赏科学需要与技术同时发展以及我们如何利用GPU进行加速的重要性。” 能源效率是Girone团队的另一个重点。 “我们正在进行多个项目的实验,例如移植到低功耗架构,并期待评估下一代低功耗处理器。”她说。 数字孪生和量子计算机 为了为HL-LHC做准备,三月份被任命为CERN开放实验室负责人的Girone正在寻找利用机器学习和加速计算加速科学的新方法。还有其他工具即将到来。 该组最近获得了原型数字孪生引擎的资金。它将为物理学家以及从天文学到环境科学的研究人员提供服务。…

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