本周,国际超算界齐聚德国汉堡的ISC大会,欧洲首台百亿亿次(Exascale)超级计算机JUPITER成为焦点。这台部署在于利希研究中心的庞然大物,基于英伟达Grace Hopper超级芯片和Quantum-X800 InfiniBand网络构建,正通过四个标志性科学项目,向世界展示百亿亿次计算能做什么,以及它将如何重塑科学发现的边界。
于利希超算中心主任托马斯·利珀特直言:“凭借JUPITER,欧洲不仅加入了百亿亿次时代,更在全球范围内,于最广泛的科学和AI领域引领了这一时代。”这番话背后,是JUPITER在一年内交出的一份份硬核成绩单。
在脑科学研究领域,于利希神经科学与医学研究所的团队,利用JUPITER训练了一个名为CytoNet的脑微结构基础模型。人类大脑拥有860亿个神经元和约100万亿个连接,在单个神经元分辨率上理解其功能,此前一直遥不可及。该模型在4096块英伟达Grace Hopper超级芯片上,仅用不到五天时间,就处理了来自21个捐赠大脑的6.5PB数据,首次构建出将单个细胞结构与大脑整体组织功能联系起来的图谱。项目负责人卡特琳·阿蒙茨教授表示,这不仅是使用AI分析大脑,更是在构建一个能自行思考实验的智能体,这将彻底改变神经科学。团队的下一步,正是基于英伟达Nemotron 3 120B等开放模型,为脑科研人员打造一个集成多模态推理和问答能力的AI助手。
气候科学同样迎来了里程碑。一个由苏黎世联邦理工学院、德国气候计算中心、马克斯·普朗克气象研究所及英伟达等机构组成的联合团队,凭借在JUPITER上运行的ICON模型,于去年11月斩获了戈登·贝尔气候建模奖。该模型的突破在于,它首次以1公里的全球分辨率,耦合模拟了大气、海洋、陆地、生物地球化学及完整的碳循环。这意味着,浮游植物爆发和浮游动物捕食等完整的生态系统过程,都能以前所未有的细节呈现。在20480块英伟达Grace Hopper超级芯片的驱动下,ICON在24小时内模拟了约146天的真实气候,创下世界纪录。马克斯·普朗克气象研究所的丹尼尔·克洛克解释说,1公里分辨率让许多海洋涡旋和上层混合过程直接从物理定律中涌现,而非近似估算,为理解气候变化驱动过程提供了无与伦比的视角。
在通信领域,爱立信于今年3月宣布与于利希研究中心合作,将JUPITER作为开发5G演进和6G网络AI模型的计算引擎。合作重点包括为爱立信的核心网与无线网开发AI模型,以及利用神经形态方法在无线边缘实现高能效AI推理,其灵感正来源于JUPITER所采用的模块化超算架构。
此外,于利希超算中心与英伟达应用实验室联手,在JUPITER上首次完整模拟了一台50量子比特的通用量子计算机,打破了此前48量子比特的纪录。这一突破得益于JUPITER所采用的GH200 Grace Hopper超级芯片独特的CPU-GPU紧耦合内存架构。当数据量超出GPU显存时,可无缝溢出至CPU内存,且性能损失极小,这使得系统能够容纳远超单GPU显存极限的巨大量子态,从而推动了模拟规模的飞跃。在当前量子硬件尚无法在实用问题上超越经典计算机的阶段,这种大规模模拟正是研究人员设计下一代量子机器的最有力工具。
从绘制大脑到模拟地球,从编织6G网络到突破量子极限,JUPITER上的四个项目共同传递出一个清晰信号:百亿亿次计算正将那些曾经因算力不足而被搁置的科学难题,变为可攻克的目标。这不仅验证了以英伟达Grace Hopper架构为代表的新一代AI基础设施的潜力,也为整个产业链——从芯片、网络到模型与应用——打开了全新的想象空间。