В Великобритании создают суперкомпьютер Sunrise для ускорения разработки термоядерных реакторов
Правительство Великобритании объявило о начале реализации амбициозного проекта по созданию мощнейшего суперкомпьютера, предназначенного исключительно для исследований в области термоядерной энергии. На эти цели из бюджета страны будет выделено 45 миллионов фунтов стерлингов. Новая система, получившая название Sunrise, будет установлена на кампусе британского Управления по атомной энергии в Кулхэме (Оксфордшир) и, как ожидается, начнет работу уже в июне.
По словам официальных лиц, машина поможет ученым лучше понять сложные физические процессы, происходящие внутри термоядерных реакторов. Благодаря сочетанию передовых вычислений и моделей искусственного интеллекта суперкомпьютер позволит исследователям виртуально тестировать гипотезы и проекты до того, как приступать к строительству дорогостоящих экспериментальных установок. Sunrise позиционируется как самый мощный ИИ-суперкомпьютер, специализирующийся именно на задачах термоядерного синтеза. Проект финансируется Министерством энергетической безопасности и достижения нулевого уровня выбросов Великобритании, а мощность системы составит около 1,4 мегаватта.
Этот компьютер станет первым крупным инфраструктурным проектом в так называемой «зоне роста ИИ», которую правительство планирует создать на базе Научного кампуса в Кулхэме. Ожидается, что эта зона объединит разработки в области искусственного интеллекта и передовые энергетические исследования в одном месте. Исследования термоядерного синтеза требуют колоссальных вычислительных мощностей, поскольку ученым необходимо моделировать поведение плазмы, температура которой выше, чем в ядре Солнца, а также изучать, как экстремальное тепло и радиация воздействуют на материалы реактора. Традиционные методы симуляции занимают много времени и требуют значительных ресурсов. Использование же моделей искусственного интеллекта, обученных на физических данных, позволит Sunrise сделать эти симуляции более быстрыми и детализированными.
Система спроектирована таким образом, чтобы объединить высокопроизводительные вычисления с физически обоснованными моделями ИИ. Такой подход даст возможность исследователям создавать цифровые двойники термоядерных систем. Эти виртуальные версии реакторов можно будет использовать для отработки конструкций и режимов работы еще до постройки реальных прототипов. По данным правительства, производительность Sunrise при решении задач ИИ достигнет 6,76 экзафлопс. Хотя этот показатель относится именно к рабочим нагрузкам искусственного интеллекта, а не к традиционным критериям производительности суперкомпьютеров, он все равно означает значительный скачок в вычислительных возможностях для национальных термоядерных программ.
В основе системы будут лежать процессоры AMD EPYC и ускорители AMD Instinct, установленные на серверах Dell PowerEdge. Хранилище данных обеспечит платформа от компании WEKA. Поддержку проекту также оказывают Intel, Кембриджский университет и Управление по атомной энергии Великобритании. Ученые рассчитывают, что компьютер поможет решить ряд сложнейших технических проблем, включая моделирование турбулентного поведения плазмы, изучение материалов, способных выдерживать условия внутри реакторов, и разработку технологий для производства тритиевого топлива для будущих термоядерных электростанций.
Новый суперкомпьютер будет задействован для поддержки нескольких крупных исследовательских программ, уже ведущихся в Соединенном Королевстве. Среди них — инициатива LIBRTI, посвященная технологиям топливного цикла трития, необходимого для работы реакторов, и флагманский правительственный проект STEP (Сферический токамак для производства энергии), цель которого — создание прототипа термоядерной электростанции в Ноттингемпшире к 2040-м годам. Доктор Роб Акерс, директор вычислительных программ Управления по атомной энергии, подчеркнул, что новые вычислительные возможности позволят исследователям двигаться быстрее за счет тестирования разработок в цифровой среде. По его словам, Sunrise предоставит эту возможность для термоядерного синтеза, объединяя симуляцию высокой точности с ИИ для создания прогностических цифровых двойников, что снизит стоимость, риски и время, необходимые для обучения, которое в противном случае потребовало бы дорогостоящих и длительных физических испытаний.
Проект Sunrise также является частью более широких усилий британского правительства по укреплению своей инфраструктуры в области искусственного интеллекта и суперкомпьютеров. Ранее в этом году чиновники подтвердили отдельные инвестиции в размере 36 миллионов фунтов стерлингов в создание нового суперкомпьютерного центра в Кембридже. Ожидается, что кампус в Кулхэме станет крупным хабом для научных вычислений на основе ИИ, связанных с энергетическими технологиями. Несмотря на новые вложения, эксперты признают, что коммерческая термоядерная энергия остается одной из самых сложных инженерных задач в физике. Эксперименты в этой области десятилетиями продвигались медленно из-за сложности контроля плазмы и создания прочных и надежных реакторных систем.