Власти Великобритании заявили о старте масштабной программы по разработке передового суперкомпьютера, который будет использоваться только для научных изысканий в сфере термоядерной энергетики. На финансирование этого проекта из государственного бюджета предусмотрено 45 миллионов фунтов стерлингов. Суперкомпьютерная система под названием Sunrise будет размещена на территории Управления по атомной энергии Великобритании в Кулхэме (Оксфордшир) и, по прогнозам, должна быть запущена в июне.
Официальные представители заявили, что новая машина позволит ученым глубже изучить сложные физические процессы, протекающие внутри термоядерных реакторов. Сочетая в себе современные вычислительные возможности и модели искусственного интеллекта, суперкомпьютер даст возможность исследователям проводить виртуальные испытания гипотез и проектов, предшествующие строительству дорогостоящих экспериментальных установок. Sunrise заявлен как самый производительный ИИ-суперкомпьютер, предназначенный для решения задач, связанных с термоядерным синтезом. Проект получает финансирование от Министерства энергетической безопасности и достижения нулевого уровня выбросов Великобритании, а его мощность приблизится к 1,4 мегаватту.
Данный компьютер станет первым масштабным инфраструктурным проектом в так называемой «зоне развития искусственного интеллекта», которую правительство намерено создать на базе Научного кампуса в Кулхэме. Предполагается, что эта зона объединит инновационные разработки в сфере искусственного интеллекта и современные исследования в области энергетики. Изучение термоядерного синтеза сопряжено с необходимостью применения огромных вычислительных ресурсов, поскольку ученым предстоит моделировать поведение плазмы, температура которой превышает температуру в ядре Солнца, а также анализировать воздействие экстремального тепла и радиации на материалы реактора. Традиционные методы моделирования отнимают много времени и требуют существенных затрат. Применение же моделей искусственного интеллекта, обученных на основе физических данных, позволит Sunrise ускорить эти симуляции и повысить их детализацию.
Система разработана для интеграции высокопроизводительных вычислений и физически обоснованных моделей искусственного интеллекта. Это позволит исследователям создавать цифровые двойники термоядерных систем. Виртуальные копии реакторов смогут применяться для оптимизации конструкций и режимов эксплуатации до возведения реальных прототипов. Согласно информации, предоставленной правительством, производительность Sunrise при выполнении задач искусственного интеллекта составит 6,76 экзафлопс. Несмотря на то, что этот параметр характеризует исключительно производительность при работе с задачами искусственного интеллекта, а не в соответствии с общепринятыми критериями суперкомпьютеров, он свидетельствует о существенном увеличении вычислительных ресурсов для национальных термоядерных программ.
Система будет построена на базе процессоров AMD EPYC и ускорителей AMD Instinct, интегрированных в серверы Dell PowerEdge. Платформа WEKA обеспечит хранение данных. Кроме того, поддержку проекту оказывают Intel, Кембриджский университет и Управление по атомной энергии Великобритании. Ожидается, что вычислительная машина позволит решить целый ряд сложных технических задач, в частности, моделирование турбулентности плазмы, исследование материалов, предназначенных для эксплуатации в условиях реакторов, и создание технологий производства тритиевого топлива, необходимого для будущих термоядерных электростанций.
Новейший суперкомпьютер будет использоваться для поддержки ряда крупных исследовательских проектов, которые в настоящее время реализуются в Соединенном Королевстве. В их числе – программа LIBRTI, направленная на разработку технологий топливного цикла трития, ключевого компонента для функционирования реакторов, и приоритетный государственный проект STEP (Сферический токамак для производства энергии), нацеленный на создание прототипа термоядерной электростанции в Ноттингемпшире к 2040-м годам. Роб Акерс, директор вычислительных программ Управления по атомной энергии, отметил, что расширенные вычислительные ресурсы ускорят работу ученых, поскольку позволят проводить тестирование разработок в цифровой среде. По его мнению, Sunrise обеспечит такую возможность для исследований в области термоядерного синтеза, сочетая высокоточные симуляции с технологиями искусственного интеллекта для создания прогностических цифровых двойников, что уменьшит затраты, риски и время, которые в противном случае потребовались бы для обучения посредством дорогостоящих и продолжительных физических экспериментов.
Проект Sunrise интегрирован в комплексную стратегию британского правительства, направленную на развитие инфраструктуры искусственного интеллекта и суперкомпьютеров. В начале текущего года власти заявили об инвестициях в 36 миллионов фунтов стерлингов, предназначенных для создания нового суперкомпьютерного центра в Кембридже. Предполагается, что кампус в Кулхэме станет значимым центром для научных вычислений, основанных на искусственном интеллекте, и связанных с разработкой энергетических технологий. При этом, несмотря на новые финансовые вложения, эксперты отмечают, что получение коммерческой энергии от термоядерного синтеза по-прежнему представляет собой одну из наиболее сложных инженерных задач в физике. Прогресс в этой области на протяжении десятилетий был ограниченным из-за трудностей, возникающих при управлении плазмой и создании долговечных и надежных реакторных систем.