Argonne lanza Aurora: Superordenador Exascale basado en Intel a disposición de los investigadores

El Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) ha puesto a disposición de investigadores de todo el mundo su superordenador a exaescala Aurora, anunciando una nueva era de descubrimientos impulsados por la informática. Con potentes capacidades de simulación, inteligencia artificial (IA) y análisis de datos, Aurora impulsará avances en campos tan diversos como el diseño de aviones, la cosmología, el descubrimiento de fármacos y la investigación en energía nuclear.

«Estamos entusiasmados con el despliegue oficial de Aurora para la investigación científica abierta», declaró Michael Papka, director de Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), una instalación de la Oficina de Ciencia del DOE. «Los primeros usuarios nos han dado una idea del enorme potencial de Aurora. Estamos impacientes por ver cómo la comunidad científica en general utilizará el sistema para transformar su investigación.»

Exascale e IA: impulsar la velocidad de la ciencia

Aurora es uno de los primeros superordenadores a exaescala del mundo, junto con Frontier en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del DOE y El Capitán en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore del DOE. Exascale se refiere a sistemas capaces de realizar al menos un exaflop, es decir, un quintillón (o un billón de billones) de cálculos por segundo. Las máquinas del DOE no sólo son las primeras en alcanzar la exaescala, sino que además son actualmente los tres sistemas más rápidos del mundo.

Aurora ya se ha consolidado como uno de los sistemas líderes mundiales en rendimiento de IA, obteniendo el primer puesto en el benchmark HPL-MxP en noviembre de 2024. Sus avanzadas capacidades para tareas de IA están siendo utilizadas por científicos para descubrir nuevos materiales para baterías, diseñar nuevos fármacos y acelerar la investigación de la energía de fusión. Antes de su despliegue, un equipo dirigido por Argonne demostró el potencial de Aurora utilizándola para entrenar modelos de IA para un innovador marco de diseño de proteínas.

«Un gran objetivo de Aurora es entrenar grandes modelos lingüísticos para la ciencia», afirma Rick Stevens, director asociado del laboratorio Argonne para Informática, Medio Ambiente y Ciencias de la Vida. «Con el proyecto AuroraGPT, por ejemplo, estamos construyendo un modelo básico orientado a la ciencia que puede destilar conocimientos a través de muchos dominios, desde la biología a la química. Uno de los objetivos de Aurora es permitir a los investigadores crear nuevas herramientas de IA que les ayuden a progresar tan rápido como puedan pensar, no sólo tan rápido como sus cálculos».

Entre los proyectos iniciales de Aurora, los investigadores trabajan en el desarrollo de modelos de alta fidelidad de sistemas complejos, como el sistema circulatorio humano, los reactores nucleares y las supernovas, para obtener nuevos conocimientos sobre su comportamiento. Además, su capacidad para procesar conjuntos de datos masivos es fundamental para analizar los crecientes flujos de datos procedentes de instalaciones de investigación a gran escala, como la Fuente Avanzada de Fotones (APS) de Argonne, una instalación usuaria de la Oficina de Ciencia del DOE, y el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.

«Los proyectos que se ejecutan en Aurora representan algunos de los avances científicos más ambiciosos e innovadores de la actualidad», declaró Katherine Riley, directora científica de la ALCF. «Desde el modelado de sistemas físicos extremadamente complejos hasta el procesamiento de enormes cantidades de datos, Aurora acelerará descubrimientos que profundizarán nuestra comprensión del mundo que nos rodea.»

Desarrollo colaborativo: Construir y preparar Aurora para la ciencia

El despliegue de Aurora supone la culminación de años de colaboración. Construido en colaboración con Intel y Hewlett Packard Enterprise (HPE), Aurora está equipado con 63.744 GPU (unidades de procesamiento gráfico) y 84.992 puntos de red, lo que lo convierte en una de las mayores instalaciones de superordenadores realizadas hasta la fecha. Con ocho filas de armarios del tamaño de un frigorífico, la máquina pesa 600 toneladas, ocupa 10.000 pies cuadrados -el tamaño de dos canchas de baloncesto profesional- y está interconectada por 300 millas de cables de red.

«Hacer realidad un sistema de esta envergadura conlleva una serie de retos únicos», afirma Susan Coghlan, directora del proyecto ALCF para Aurora. «Ha sido necesario trabajar con tecnologías totalmente nuevas a una escala sin precedentes. Ver la máquina totalmente operativa y lista para apoyar la ciencia habla del duro trabajo y la experiencia de todos los implicados.»

Para garantizar que Aurora estuviera listo para la ciencia el primer día de su despliegue, el sistema se construyó mediante un proceso de colaboración denominado codiseño. Con este enfoque, el equipo de Aurora desarrolló el hardware del sistema y el software científico conjuntamente para optimizar el rendimiento y la facilidad de uso. Esto requirió años de colaboración entre el ALCF, Intel, HPE e investigadores de todo el país que participaban en el Proyecto de Computación a Exaescala (ECP) del DOE y en el Programa de Ciencia Temprana (ESP) de Aurora del ALCF.

Durante la instalación de Aurora, los equipos de ECP y ESP ejecutaron aplicaciones para someter el hardware a pruebas de estrés, al tiempo que optimizaban sus códigos para que funcionaran con la mayor eficiencia posible en el sistema. Como resultado, docenas de aplicaciones científicas, junto con una amplia gama de software y herramientas de programación, estuvieron listas para Aurora antes de que entrara en producción.

«Kalyan Kumaran, director de tecnología de la ALCF, afirma: «Parte del proceso de puesta en marcha de un nuevo superordenador consiste en ponerlo a prueba con códigos reales que ejecuten problemas científicos reales. «Esto es clave para lograr nuestro objetivo de habilitar la ciencia en el primer día de lanzamiento de un nuevo superordenador».

Ahora que Aurora está en producción, ha empezado a dar soporte a más de 70 proyectos científicos y de ingeniería de diversa índole. Esto incluye proyectos del Programa de Ciencia Temprana, así como aquellos a los que se ha concedido tiempo de computación a través de los dos principales programas de asignación del DOE: el Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment (INCITE) y el ASCR Leadership Computing Challenge (ALCC). El ALCF también acepta solicitudes de asignación discrecional del Director por parte de investigadores con problemas computacionalmente intensivos que resolver.