本週,國際超算界齊聚德國漢堡的ISC大會,歐洲首臺百億億次(Exascale)超級計算機JUPITER成為焦點。這臺部署在於利希研究中心的龐然大物,基於英偉達Grace Hopper超級芯片Quantum-X800 InfiniBand網絡構建,正通過四個標誌性科學項目,向世界展示百億億次計算能做什麼,以及它將如何重塑科學發現的邊界。

於利希超算中心主任托馬斯·利珀特直言:“憑藉JUPITER,歐洲不僅加入了百億億次時代,更在全球範圍內,於最廣泛的科學和AI領域引領了這一時代。”這番話背後,是JUPITER在一年內交出的一份份硬核成績單。

在腦科學研究領域,於利希神經科學與醫學研究所的團隊,利用JUPITER訓練了一個名為CytoNet的腦微結構基礎模型。人類大腦擁有860億個神經元和約100萬億個連接,在單個神經元分辨率上理解其功能,此前一直遙不可及。該模型在4096塊英偉達Grace Hopper超級芯片上,僅用不到五天時間,就處理了來自21個捐贈大腦的6.5PB數據,首次構建出將單個細胞結構與大腦整體組織功能聯繫起來的圖譜。項目負責人卡特琳·阿蒙茨教授表示,這不僅是使用AI分析大腦,更是在構建一個能自行思考實驗的智能體,這將徹底改變神經科學。團隊的下一步,正是基於英偉達Nemotron 3 120B等開放模型,為腦科研人員打造一個集成多模態推理和問答能力的AI助手。

氣候科學同樣迎來了里程碑。一個由蘇黎世聯邦理工學院德國氣候計算中心馬克斯·普朗克氣象研究所及英偉達等機構組成的聯合團隊,憑藉在JUPITER上運行的ICON模型,於去年11月斬獲了戈登·貝爾氣候建模獎。該模型的突破在於,它首次以1公里的全球分辨率,耦合模擬了大氣、海洋、陸地、生物地球化學及完整的碳循環。這意味著,浮游植物爆發和浮游動物捕食等完整的生態系統過程,都能以前所未有的細節呈現。在20480塊英偉達Grace Hopper超級芯片的驅動下,ICON在24小時內模擬了約146天的真實氣候,創下世界紀錄。馬克斯·普朗克氣象研究所的丹尼爾·克洛克解釋說,1公里分辨率讓許多海洋渦旋和上層混合過程直接從物理定律中湧現,而非近似估算,為理解氣候變化驅動過程提供了無與倫比的視角。

在通信領域,愛立信於今年3月宣佈與於利希研究中心合作,將JUPITER作為開發5G演進和6G網絡AI模型的計算引擎。合作重點包括為愛立信的核心網與無線網開發AI模型,以及利用神經形態方法在無線邊緣實現高能效AI推理,其靈感正來源於JUPITER所採用的模塊化超算架構。

此外,於利希超算中心與英偉達應用實驗室聯手,在JUPITER上首次完整模擬了一臺50量子比特的通用量子計算機,打破了此前48量子比特的紀錄。這一突破得益於JUPITER所採用的GH200 Grace Hopper超級芯片獨特的CPU-GPU緊耦合內存架構。當數據量超出GPU顯存時,可無縫溢出至CPU內存,且性能損失極小,這使得系統能夠容納遠超單GPU顯存極限的巨大量子態,從而推動了模擬規模的飛躍。在當前量子硬件尚無法在實用問題上超越經典計算機的階段,這種大規模模擬正是研究人員設計下一代量子機器的最有力工具。

從繪製大腦到模擬地球,從編織6G網絡到突破量子極限,JUPITER上的四個項目共同傳遞出一個清晰信號:百億億次計算正將那些曾經因算力不足而被擱置的科學難題,變為可攻克的目標。這不僅驗證了以英偉達Grace Hopper架構為代表的新一代AI基礎設施的潛力,也為整個產業鏈——從芯片、網絡到模型與應用——打開了全新的想象空間。