De acordo com pt.wedoany.com-A NVIDIA lançou novos softwares na conferência ISC em Hamburgo para acelerar aplicações científicas de IA, abrangendo áreas como descoberta de materiais e produtos químicos, e busca por matéria escura.
Esses softwares incluem a biblioteca NVIDIA DAQIRI, o novo microsserviço NVIDIA ALCHEMI NIM e o futuro código de referência NVIDIA cuPhoton, que transformam trabalhos que levariam horas ou dias em CPUs em pipelines em tempo real e acelerados por GPU.
Eles fazem parte do NVIDIA CUDA-X, um conjunto de ferramentas e bibliotecas que melhora o desempenho em aplicações como IA e computação de alto desempenho.
Ao executar no sistema NVIDIA GB200 NVL72, o cuPhoton acelera o carregamento, leitura, processamento e análise de dados FITS (formato padrão de arquivo astronômico) de observatórios e telescópios. Em acesso antecipado, o cuPhoton aumentou a velocidade de carregamento e leitura de imagens FITS coletadas pelo Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Vera C. Rubin em 14.900 vezes. Ele também alcançou uma aceleração de até 8.400 vezes no processamento e análise de sinais, utilizando 32 superchips NVIDIA Grace Blackwell.
Em última análise, isso significa insights mais rápidos a partir da câmera do LSST (a maior câmera digital já construída), que captura imagens de bilhões de galáxias distantes e de objetos celestes mais próximos e com pouca luz refletida.
O novo software acelera pesquisas sobre matéria escura, simulações de materiais e muito mais. O NVIDIA cuPhoton é um código de referência para extrair insights de dados multidimensionais coletados em telescópios, raios-X e experimentos a laser. Ele pode carregar, processar, analisar e visualizar dados em escala de petabytes, e é usado com outras tecnologias NVIDIA CUDA-X para construir pipelines acelerados de ponta a ponta. Pesquisadores da Universidade de Princeton colaboraram com a NVIDIA no desenvolvimento do cuPhoton e, juntamente com a Universidade de Harvard, o utilizarão para processar e analisar dados de observatórios e levantamentos de energia escura.
O NVIDIA DAQIRI — Data Acquisition for Integrated Real-time Instruments — é uma biblioteca de rede de alto desempenho que transmite fluxos de dados de detectores e sensores rápidos para o software NVIDIA. Sistemas mais antigos são vinculados a hardware fixo e podem perder dados quando o instrumento gera dados mais rápido do que consegue salvá-los. O DAQIRI acompanha o ritmo processando instantaneamente os fluxos de dados recebidos. Um projeto de pesquisa chamado A-GHOST, desenvolvido por cientistas da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), da Universidade de Chicago e da University College London, no âmbito do CERN openlab, usa o DAQIRI para executar IA em tempo real em dados de colisão registrados pelo experimento ATLAS do CERN. O A-GHOST analisa dados que normalmente seriam descartados pelo ATLAS (mais de 99% dos dados são descartados devido a limitações de armazenamento), capturando assim sinais potencialmente interessantes que, de outra forma, seriam perdidos.
O NVIDIA ALCHEMI contém uma série de microsserviços específicos de domínio e um kit de ferramentas para acelerar a descoberta de produtos químicos e materiais, com aplicações que abrangem materiais para baterias, catalisadores, telas OLED, produtos de beleza e muito mais. A NVIDIA lançou dois microsserviços ALCHEMI NIM em março: Relaxação Geométrica em Lote (BGR) e Dinâmica Molecular em Lote (BMD). Essas ferramentas aceleradas por IA permitem que pesquisadores simulem milhões de moléculas e materiais de uma só vez: o BGR para encontrar as estruturas mais estáveis e o BMD para simular como elas se movem ao longo do tempo. O ALCHEMI deverá incluir em breve um microsserviço para o Vienna Ab initio Simulation Package (VASP), permitindo que pesquisadores executem simulações de materiais com maior taxa de transferência da GPU. Ao usar o NVIDIA Multi-Process Service para executar múltiplos cálculos VASP em uma única GPU, este microsserviço alcança uma aceleração de 3 vezes na otimização geométrica (o processo de encontrar o arranjo atômico mais estável em um material). Desenvolvedores e pesquisadores podem usar o kit de ferramentas ALCHEMI para acelerar o treinamento de modelos substitutos de IA para potenciais interatômicos de aprendizado de máquina e construir fluxos de trabalho personalizados de simulação atômica de alto desempenho.
A Lila Sciences — que está construindo uma plataforma de superinteligência científica e laboratórios autônomos — colaborou com a NVIDIA para realizar simulações de ímãs de alta fidelidade usando o ALCHEMI, e demonstrou o resultado no NVIDIA GTC em San José, em março. A Lila Sciences usou o microsserviço ALCHEMI NIM para BGR, acelerando a triagem de materiais de alto rendimento em 50 vezes, identificando candidatos estáveis com maior probabilidade de serem sintetizados. Em seguida, usando o microsserviço ALCHEMI VASP em acesso antecipado, acelerou em 30% o cálculo das propriedades magnéticas dos candidatos finalistas.
Os kernels especialmente personalizados do ALCHEMI para o TensorNet permitiram que a Lila alcançasse uma aceleração de 6 vezes no treinamento e na inferência, e reduzisse o uso de memória em 3 vezes, permitindo que simulações que antes levavam semanas agora sejam concluídas em apenas alguns dias.
Este método de avaliar múltiplos materiais simultaneamente na memória da GPU pode ser generalizado para os seguintes casos de uso: descoberta de materiais, triagem em larga escala de componentes novos e estáveis; energia, descoberta de catalisadores ativos e abundantes na Terra para a produção de produtos químicos e combustíveis; e eletromagnetismo, compreensão e previsão de comportamentos magnéticos complexos. O ALCHEMI está na camada de simulação, gerando dados de ciências físicas que alimentam o restante do ciclo.
A Lila Sciences usa a pilha completa da NVIDIA para acelerar a descoberta científica, incluindo NVIDIA Megatron-LM e NVIDIA Nemotron para treinamento, bem como os modelos abertos Nemotron 3 Nano e Nemotron 3 Super, além das bibliotecas NeMo RL e NeMo Gym. Também usa NVIDIA BioNeMo para geração de moléculas, NVIDIA Triton e microsserviços NIM para inferência, e as bibliotecas NVIDIA Omniverse para gêmeos digitais. Andy Beam, cofundador e CTO da Lila Sciences, afirmou: "Este trabalho demonstra como o uso de uma pilha de computação poderosa pode acelerar a descoberta em uma escala que nenhum cientista individual conseguiria alcançar sozinho."
O kit de ferramentas NVIDIA ALCHEMI pode ser baixado do Github e do PyPI. Os microsserviços ALCHEMI NIM podem ser baixados do catálogo NVIDIA NGC. O microsserviço ALCHEMI NIM para VASP deverá ser lançado no final deste verão. O DAQIRI já está disponível no GitHub. O cuPhoton deverá ser lançado neste verão.
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