Уникальная активная память, специально сформированная для приложений научных исследований искусственного интеллекта

Имея в виду особые потребности ученых и инженеров, исследователи из северо-западной лаборатории Министерства энергетики в Тихоокеанском регионе совместно разработали с Micron новую аппаратную архитектуру, специально созданную для науки.

Система прототипа Крита будет предлагать 15 терабайт активной памяти, совместно расположенной с системными процессорами. Эта конфигурация памяти к процветанию является уникальной в лабораторном комплексе Министерства энергетики и даже среди высокопроизводительных вычислительных сообществ в целом, по словам системных дизайнеров.

Он появился в Интернете 12 августа 2025 года для Пользователей Национальной лаборатории Управления по науке Министерства энергетики, которые могут подать заявку на расширенную память для поддержки инициативы по искусственному интеллекту для науки (AMAIS) для доступа к этому уникальному тестовому стенду.

«Мы исследуем новые технологии памяти для решения приложений и проблем, которые ограничены недостатками памяти, которые проявляются в форме способности, пропускной способности системы или обмена», – сказал Андрес Маркес, инициатива AMAIS и компьютерный ученый PNNL, который специализируется на разработке новых вычислительных технологий.

«Мы используем Compute Express Link (CXL), открытый отраслевой стандарт, для подключения памяти с процессором через переключатель ввода/вывода, разработанный Xconn Technologies».

Эта платформа расширяется на существующих архитектурах, где память, по дизайну, тесно связана с одним или несколькими элементами обработки. Система Крита Обеспечивает умное сочетание двух типов архитектур памяти-в целом, которое поддерживается Micron, зарегистрированным модулем двойной встроенной память Научные вычислениявключая ИИ, по словам Маркеса.

Память случайного доступа Крита равна памяти у 240 высококачественных ноутбуков, работающих с 64 гигабатами памяти, если все они работали одновременно и общались в режиме реального времени.

“Система Крита представляет собой смелый скачок вперед в переопределении того, как память и вычисления могут работать, чтобы разблокировать Научное открытие»сказал Марк Хелм, старший научный сотрудник команды Micron’s Pathfinding and Strategy в группе по технологиям и продуктам.

«В Micron мы считаем, что будущее исследований, основанных на искусственном интеллекте, зависит от архитектур, которые освобождаются от текущих ограничений памяти. Наше сотрудничество с PNNL заключается не только в разработке мощной системы-это о том, чтобы обеспечить новую эру разведки, где богатые памятью среды дают ученым возможность раскрыть более глубокую идею для решения критических проблем».

Новый тестовый стенд Crete доступен для использования исследователями из других национальных лабораторий и научных кругов, которые имеют приложения, которые требуют большей памяти, чем доступны для большинства современных вычислительных архитектур, которые, как правило, способствуют скорости обработки по сравнению с большим доступом к памяти.

«В течение нескольких десятилетий сообщество HPC сосредоточилось на архитектурах распределенной системы памяти, и, хотя многие приложения могут быть разделены для использования памяти, которая непосредственно прикреплена к процессорам, это привело к тому, что« озеро »приложения требуют больших непосредственно адресуемой способности памяти», – сказал Джеймс «Джим» Анг, главный ученый для вычислений в PNNL.

Эти химические приложения, которые интегрируют ИИ, являются первыми кандидатами для пользователей на Крите.

«У нас есть приложения для вычислительной химии, которые сразу же будут использовать это более крупное пространство памяти», – добавил Анг. “Мы рады узнать, что Крит может сделать с генеративным анализом ИИ Научные данныев отличие от крупных языковых моделей и текста ».

В чате памяти

Новая архитектура памяти предназначена для того, чтобы предложить пространство, где крупные базы данных, алгоритмы молекулярного моделирования и агенты искусственного интеллекта могут встречаться, например, в чате, чтобы обмениваться информацией в режиме реального времени и делать прогнозы, предлагать новые пути исследования и проанализировать результаты эксперимента.

«Испытательный стенд Крита позволит нам подтолкнуть передний край того, на что способна технология CXL, и определить, как выглядит научный ИИ в ближайшем десятилетии», – сказал Маркес.

Алгоритмы Genai продвигаются ежедневно, и исследователи должны иметь возможность интегрировать ИИ с их рабочими процессами моделирования и анализа данных. Крит предоставит стартовую площадку для нового поколения алгоритмов, которые ускоряют обнаружение в химии, передовых материалах и молекулярной биологии.

Amaising AI для науки

Инициатива AMAIS поддерживает ряд научных и кибербезопасных проектов для продвижения ИИ для науки.

«Опираясь на инновационное видение покойного компьютерного ученых Джима Грея, который представил концепцию»Четвертая парадигма: интенсивностей данных«Крит стремится продемонстрировать потенциал этой идеи путем ускорения крупномасштабных, интенсивных данных научных рабочих нагрузок, которые могут извлечь выгоду из искусственного интеллекта»,-сказал Маркес, главный исследователь проекта AMAIS.

«Механизм памяти, включенный коммутатором памяти XConn, позволяет памяти, которая находится на улице в сети, легко доступна нескольким хостам одновременно, передавая информацию, не обращаясь к жесткому диску для больших рабочих нагрузок», – добавил он. «Это большой отличитель. Никто больше этого не делает».

Ожидая этого оборудования для оборудования, PNNL инвестировал в лабораторное финансирование исследований для программного обеспечения, определенных архитектурами, полностью открытым источником инструментов для высокоспециализированных аппаратных ускорителей, сосредоточенных на машинном обучении. Этот проект начался несколько лет назад в инициативе с конвергенцией данных и в настоящее время служит основополагающим инструментом, необходимым в AMAIS.

Исследователи также планируют провести постоянный анализ того, как работает новая система памяти, оценивая основное узкое место HPC: доступ к данным из системы памяти. Исследовательская группа, возглавляемая Натаном Таллентом из PNNL, будет развернуть специально построенные инструменты анализа памяти, которые обеспечивают подробную информацию, не требуя чрезмерного дополнительного времени, пространства и ресурсов.

Команда также встроила защиту для защиты системы от кибератаки или других проблем кибербезопасности.

«Мы знаем, что есть много уязвимостей кибербезопасности, когда дело доходит до памяти», – сказал Маркес. “Это, как правило, ахиллово пята любого типа системы безопасности в мире вычислительной работы. Мы Обращение к уязвимостям кибербезопасности На этапе проектирования, с самого начала, в систему ».

Готов к Exascale

Испытательный стенд Крит предназначен для сложных вычислительных рабочих процессов с архитектурой системы, которая может быть перенастроена по мере возникновения потребностей.

Например, команда исследователей PNNL тесно сотрудничает с Micron, чтобы использовать новую технологию CXL для вычислительной химии. Во время разработки Крита компьютерный ученый Аджай Паньяла и вычислительный химик Карол Ковальски работали с командой Micron, чтобы включить Программное обеспечение для вычислительной химии, готовое к Exascale Exachem для запуска моделирования с использованием памяти CXL на КритеПолем

«Мы строим инструменты, которые предвидят флагманские суперкомпьютеры следующего поколения, заказанные пользователями DOE»,-добавил Анг. «Эта инвестиция преодолевает разрыв между сегодняшней вычислительной инфраструктурой и теми, которые появятся в Интернете в следующем десятилетии».