NVIDIA发布“AI+超算”新利器,助力气候科学和生物制药等领域迎新突破

“AI将加速科学发现,变革各行各业,并彻底改变全球每一个100万亿美元规模的市场。在美国亚特兰大举办的2024全球超级计算大会上,NVIDIA创始人兼CEO黄仁勋表示。

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图丨黄仁勋(来源:资料图)

在该大会上,NVIDIA发布一系列AI和超级计算工具,将给材料化学、生物制药、气候科学等领域带来改变。

发布cuPyNumeric加速计算库,加快下一代量子计算器件设计

据黄仁勋介绍,NVIDIA的加速计算之路,始于该公司在2006年推出的计算统一设备架构(CUDA,Compute Unified Device Architecture)和首款用于科学计算的图形处理器(GPU,Graphics Processing Unit)。

其中,CUDA作为一种通用并行计算平台和编程模型,允许开发者通过GPU开展高复杂度的计算任务。

CUDA-X库,则是该公司推出的超过400个基于CUDA构建的库、工具和技术的集合,能够帮助开发者简化在PC、云端和超级计算机上部署、优化和扩展应用的工作负载。

在本次大会上,NVIDIA发布cuPyNumeric加速计算库。

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通过提供一个可扩展到数千个 GPU 的 NumPy 替代品,cuPyNumeric 帮助科研人员跟上数据集日益增长的规模和复杂性。从单个 GPU 扩展到整个超级计算机时,cuPyNumeric 不需要更改代码。这使得科研人员可以轻松地在任何规模的加速计算系统上运行分析。

有了该产品,科研人员无需掌握计算机科学的专业知识,只利用熟悉的 NumPy 界面编写代码,就能轻松扩展他们的工作。

此外,NVIDIA也宣布正在与谷歌量子AI合作,使用NVIDIA CUDA-Q平台进行模拟,从而加快下一代量子计算器件的设计工作。

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很多人都知道,量子计算有望从根本上革新计算。然而,现如今最好的量子处理器,在其基本计算单元量子比特,被“噪声”这一现象淹没之前,只能执行一定数量的操作。

要想理解这种“噪声”,需要进行复杂的动态模拟,以探究量子处理器内的量子比特,是如何与周围环境相互作用的。

过去,开展这些模拟所花费的计算成本非常高。如今,借助NVIDIA CUDA-Q平台,谷歌可以在NVIDIA Eos超级计算机上,通过1024个NVIDIA Hopper Tensor Core GPU,以非常低的成本对包含40个量子比特的量子器件进行动态模拟。

原本需要一周时间才能完成的噪声模拟,在NVIDIA CUDA-Q提供的模拟技术的加持下,只用几分钟时间就能完成。

发布新型NIM微服务和BioNeMo开源框架,助力人类取得更多科学突破

为了帮助用户降低在生产中扩展AI模型的难度,NVIDIA引入了NIM推理微服务。并且,通过在不同领域提供NIM,该公司也在加速扩大AI于千行百业的影响力。

例如:

在本次大会上,NVIDIA发布ALCHEMI NIM微服务,助力科研人员在虚拟AI实验室的模拟环境中,对化合物和材料的稳定性进行测试,并在降低成本和能耗的同时,加快新材料发现。

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在气候科学领域,NVIDIA推出两项基于Earth-2 NIM微服务,分别是CorrDiff NIM 和FourCastNet NIM。CorrDiff作为一种超高分辨率的生成式AI模型,能以公里尺度的可见度,预测降雪、结冰、冰雹等降水事件。FourCastNet NIM 微服务可提供全球范围的中期粗分辨率预报。据了解,基于欧洲中期天气预报中心或美国国家海洋和大气管理局等业务气象中心的初始场,提供商能生成未来两周的预报,且速度比传统数值天气模型高出5000倍。

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在生物制药领域,AI也在掀起一场革命。例如,AI模型助力缩短医疗时间,加快新药研发等。

在该领域,NVIDIA本次推出BioNeMo开源框架,用于加快AI药物研发和分子设计模型的创建、定制与部署。

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由于该框架专为制药应用构建,因此比目前使用的其他AI软件快2倍。目前,该框架正在帮助美国阿贡国家实验室等全球多家大型制药机构辅助药物发现和数字生物学研究。

此外,值得关注的是,NVIDIA 还在本次大会上宣布推出Omniverse Blueprint。

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(来源:资料图)

该产品通过整合NVIDIA CUDA-X库、NVIDIA Modulus物理AI框架,以及NVIDIA Omniverse API,来帮助用户创建实时物理数字孪生系统。

黄仁勋表示:“我们构建Omniverse是为了让万物都能拥有数字孪生。Omniverse Blueprint是打通NVIDIA Omniverse与AI技术的参考管线。借助该蓝图,领先的计算机辅助工程软件开发商能够构建出开创性的数字孪生工作流,为全球各大行业实现从设计、制造到运营的工业数字化转型。”

综上可以看出,现如今AI正在大规模数据分析、仿真模拟、构建预测模型等方面发挥重要作用,并给材料创新、药物发现、地球科学等诸多科学领域带来具有影响力的变革。

这说明,AI必定拥有改变世界的潜力。在此背景下,NVIDIA也将继续帮助千行百业用AI打造更加崭新的未来。