«كاوست» تبني أقوى نظام حاسوب عملاق بالشرق الأوسط

أعلنت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية «كاوست»، عن اختيار شركة هيوليت باكارد إنتربرايز، وهي شركة عالمية رائدة في مجال تقنية المعلومات والاتصالات، لبناء الجيل التالي من الحاسوب العملاق «شاهين 3» بهدف تقديم أحدث قدرات الحوسبة الفائقة والذكاء الاصطناعي والنهوض بمجال البحث العلمي في العديد من المجالات بما فيها الغذاء والماء والطاقة والبيئة.
وأصبحت قدرات الحوسبة الفائقة وبشكل متزايد، تشكل عاملا أساسيا للابتكار العالمي ورفع القدرة التنافسية الصناعية والنمو الاقتصادي، ولعبت الحوسبة الفائقة دوراً كبيراً في تسريع اكتشاف اللقاح لمكافحة الوباء، وتطوير أنظمة الطاقة النظيفة لزيادة الاستدامة، وبلوغ إمكانيات جديدة في الذكاء الاصطناعي، مما يجعلها تقنية أساسية لحل المشكلات العلمية والهندسية الأكثر تحديًا في العالم.
الابتكار الجديد سيساعد بتقديم رؤى في العديد من المجالات، من ضمنها:
* الاحتراق النظيف
* النظم البيئية للبحر الأحمر
* الأحداث المناخية
* الصفائح التكتونية العربية
أقوى نظام
ويعد الحاسوب العملاق «شاهين 3»، الذي من المقرر أن يكون أسرع 20 مرة من النظام الحالي، أقوى نظام حوسبة فائقة في الشرق الأوسط لمعالجة المجالات الحيوية التي لها تأثير على المجتمع والبيئة، حيث سيحدث النظام الجديد، الذي يتم بناؤه بواسطة شركة هيوليت باكارد إنتربرايز، ثورة في قدرة جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية على معالجة كميات هائلة من البيانات بسرعة وحجم هائلين، مما يمكّن مستخدميها من اكتشاف ما لم يكن ممكناً من قبل، وتحقيق إمكانات جديدة للذكاء الاصطناعي.
وسيتم بناء نظام الحاسوب باستخدام الحاسوب HPE Cray EX الفائق، وهو نظام أساسي من الجيل التالي تم تصميمه لدعم أداء وحجم غير مسبوقين، بما في ذلك تحقيق سرعة exaflop؛ حيث يتيح لجامعة كاوست تطبيق قوة حسابية كبيرة نحو نمذجة ومحاكاة المشكلات العلمية بشكل أسرع وبدقة أعلى.
حوسبة فائقة
وتعمل إمكانات الحوسبة الفائقة من شركة هيوليت باكارد إنتربرايز على تمكين الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع من خلال الجمع بين قوة الحوسبة الهائلة والقدرات المتخصصة المطلوبة لبناء نماذج التعلم الآلي وتدريب كميات كبيرة من البيانات؛ حيث ستعمل على تعزيز مهمة كاوست للذكاء الاصطناعي على نطاق واسع من خلال دمج بيئة تطوير تقنية تعليم الآلة، وهي مجموعة برامج محسّنة للتدريب على النماذج وتطويرها؛ من خلال الجمع بين النظام الأساسي لبرامج التعلم الآلي وتقنيات الحوسبة الفائقة الرئيسة، ويمكن لمستخدمي جامعة الملك عبدالله تطوير وتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي بشكل أسرع وأكبر لزيادة الدقة.
تسريع البحث
وفي إطار تعليقه على هذا الحدث، قال أنطونيو نيري، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة «هيوليت باكارد» «هدفنا في هيوليت باكارد إنتربرايز هو النهوض بالطريقة التي يعيش ويعمل بها الناس، ويشرفنا أن نساعد في دعم رؤية المملكة العربية السعودية 2030 لعصر جديد من الابتكار من خلال تمكين كاوست بأحدث أنظمة الحواسيب العملاقة على الإطلاق»، مشيرًا إلى أن نظام الحاسوب العملاق «شاهين 3» سيعمل على تسريع البحث في الجامعة بشكل كبير من خلال تطبيق قدرات الحوسبة الفائقة والذكاء الاصطناعي على نطاق واسع لزيادة الدقة في التحليلات وحل الأسئلة العلمية المعقدة.
تقدم علمي
ومن جانبه أوضح البروفيسور توني تشان، رئيس جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست)، أن نظام الحاسوب العملاق HPE Cray EX سيسمح لنا بإجراء البحوث على نطاق أوسع، مما يؤدي إلى تقدم علمي واقتصادي واجتماعي كبير، مشيرًا إلى أنه تماشياً مع رؤية 2030، نسعى جاهدين لتلبية الطلب المتزايدة باستمرار من قبل أعضاء هيئة التدريس النشطين والقائمين على الحلول، وكذلك مطالب الشركاء الخارجيين، لموارد حوسبة أسرع وأكثر كفاءة، حيث سيتم استخدام موارد الحوسبة الفائقة في كاوست من قبل أكثر من نصف أعضاء هيئة التدريس والطلبة وزملاء ما بعد الدكتوراه والباحثين من أكثر من 20 مؤسسة في المملكة العربية السعودية.
تشغيل كامل
وسيتم تشغيل نظام الحاسوب العملاق «شاهين 3» بكامل طاقته في عام 2023، حيث سيعالج النظام الجديد مجموعات بيانات فريدة في مجالات التركيز مثل الاحتراق النظيف والأنظمة البيئية للبحر الأحمر ونمذجة المناخ والصفائح التكتونية العربية، مع تقديم التحليلات والنماذج والمحاكاة بمستوى عالٍ من الدقة، حيث يخطط المستخدمون من جامعة الملك عبدالله لاستهداف مجموعة من التطبيقات، بما في ذلك تصميم مواد جديدة للخلايا الكهروضوئية الشمسية منخفضة التكلفة وعالية الأداء بالإضافة إلى عمليات تحفيزية صناعية جديدة لزيادة كفاءة الطاقة مع تقليل النفايات، كما سيتم استخدامه في مجالات الرعاية الصحية الوقائية الشخصية واكتشاف الأدوية الجديدة وزيادة استعادة الهيدروكربونات مع انخفاض التكاليف البيئية والاقتصادية واستخدام المناهج الجينية والجينومية لتعزيز تحمل النباتات للجفاف ومرونتها في البيئات الصحراوية.
نظام جديد
وتم تجهيز النظام الجديد بأكثر من 2800 من رقائق NVIDIA Grace Hopper Superchips، ومسرعات وحدة المعالجة المركزية وحدة معالجة الرسومات (GPU) المترابطة بإحكام، سيمكن حاسوب شاهين 3 العملاق من تطوير تقنيات جديدة وقابلة للتطوير في مجالات الذكاء الاصطناعي الأساسية مثل التعلم العميق، والتعلم المعزز، والتعلم الموحد، والحوسبة المرئية، والطبيعية ومعالجة اللغة، وكذلك توفير فرص فريدة لتوسيع نطاق أعباء العمل التقليدية للحوسبة عالية الأداء، بالإضافة إلى أن القسم المسرع في وحدة معالجة الرسوميات، ستسهل الاستخدام الواسع للذكاء الاصطناعي التطبيقي في تطبيقات العلوم والهندسة، بما في ذلك الكيمياء الحاسوبية وعلم الأحياء وعلوم المواد، والتي كانت في السابق غير مجدية نظرًا للطبيعة الواسعة النطاق لمجموعات البيانات المنتجة والمستخدمة في كاوست، وخلال السنوات القادمة ستزداد التطبيقات، حيث من المتوقع أن يقدم شاهين 3 أداء يبلغ 100 بيتافلوب / ثانية وقدرات نمذجة الذكاء الاصطناعي المميزة.
أداة علمية
وأشار رئيس مركز الحوسبة الفائقة في كاوست والبروفيسور في الرياضيات التطبيقية والحاسوبية في الجامعة الدكتور ديفيد كيز إلى أن نظام الحاسوب العملاق يعد أداة علمية عالمية يستخدمها العلماء والمهندسون في كل تخصص لمهام مثل المحاكاة وتحليل البيانات التجريبية والتعلم من البيانات المرصودة وتخزين البيانات واسترجاعها بكفاءة، لافتًا إلى أنه سيعد المصدر العلمي الأساسي الذي سيتيح للباحثين من مختلف التخصصات، تبادل المعلومات وأدوات البرمجيات، خاصة أن التقدم في مجال واحد يحفز التقدم في عدة مجالات.
وتعتمد كاوست، باعتبارها واحدة من مراكز الحوسبة الفائقة الرائدة في العالم، على نجاح أول حاسوب عملاق لها «شاهين 1»، الذي تم إطلاقه في عام 2009، يليه «شاهين 2»، وهو حاسوب عملاق يعتمد على كراي، أسرع 25 مرة من سابقه بسرعة 5.54 بيتافلوب / ثانية.
تفوق الجامعة
وأضاف مدير مرافق المختبر الأساسي لأبحاث الحوسبة في كاوست الدكتور جيسو لي أن نظام شاهين 2 قدّم 6.8 مليارات ساعة أساسية للحوسبة لأكثر من 1467 مستخدمًا، مما أدى إلى استخدام البيانات في نحو 1030 منشورًا علمياً حتى الآن، مشيرًا إلى نظام شاهين 3 سيضمن أن يحافظ مجتمع كاوست على تفوقه كجامعة عالمية في العلوم الحاسوبية.
محاكاة وذكاء اصطناعي
فيما قال نائب الرئيس الأول والمدير العام لمجموعة أعمال حلول مركز البيانات AMD فورست نورود: «تلتزم AMD بإحداث تقدم مستمر في البحث العلمي والتطوير الخاص بالحوسبة عالية الأداء، وتسهم في دفع التكنولوجيا بمجال النمذجة الحاسوبية والمحاكاة والذكاء الاصطناعي. بدعم من معالجات AMD EPYC، سيساهم شاهين 3 بتسريع اكتشافات جديدة سيكون لها تأثيرات إقليمية وعالمية على المناخ والطاقة النظيفة ونمذجة حركة الصفائح التكتونية. وقد بات ذلك ممكنًا بفضل التعاون بين علماء كاوست وشركة أتش بي إي».
تعاون عميق
وقال نائب رئيس هايبرسيكل وحوسبة عالية الأداء في إنفيديا إيان باك «بينما نتعمق أكثر في عصر الذكاء الاصطناعي في الحوسبة Exascale، أصبحت أجهزة الحواسب العملاقة مثل شاهين 3 أساسية لتغيير المجتمع، مشيرًا أنه بفضل تعاوننا العميق مع «كاوست» وشركة هيوليت باكارد إنتربرايز، واعتماد Grace Hopper Superchip الجديد، سيكون شاهين 3 أداة علمية رئيسة تقدم أداءً منقطع النظير للمساعدة في مواجهة أصعب التحديات في العالم».
شاهين 3
تم تصميم نظام شاهين 3 مع 18 مصفوفة حاسوب عملاق HPE Cray EX، والتي توفر تقنيات متطورة ومتقدمة لعصر الإكساسكيل لتسخير الرؤى بكفاءة من كميات هائلة ومتزايدة باستمرار من البيانات المعقدة، مع توفير زيادة كبيرة في الأداء والدقة والسرعة. عند نشره بالكامل، سيتألف النظام من:
* كابلات الشبكات HPE Slingshot توفر نسيج إيثرنت عالي الأداء مصمماً لحلول HPC وAI من الجيل التالي. وتشمل هذه أعباء عمل أكبر كثيفة البيانات لتلبية متطلبات التحكم في الازدحام والسرعة العالية للتطبيقات للعمل بسلاسة وتعزيز الأداء.
* تقنية تبريد سائل متطورة ذات حلقة مغلقة مدمجة في خزانات HPE Cray EX لإزالة الحرارة بكفاءة من الأجهزة عالية الطاقة، بما في ذلك وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات والذاكرة والمفاتيح.
* دعم متقدم للنمذجة والمحاكاة الحاسوبية مع الجيل التالي من معالجات AMD EPYC، التي تحمل الاسم الرمزي «جنوة». تم تجهيز كل خزانة HPE Cray EX ب 4608 عقد حسابية لوحدة المعالجة المركزية، مع معالجي AMD EPYC، بما يصل إلى 884736 مركزاً في النظام بأكمله.
* دعم متقدم للذكاء الاصطناعي والتحليلات وأعباء العمل الأخرى كثيفة الحوسبة باستخدام منصات NVIDIA HPC وستشمل سبع خزانات HPE Cray EX4000 704 عقد حساب GPU، وسيتم تجهيز كل عقدة ب 4 NVIDIA Grace Hopper Superchips ووحدات CPU / GPU.
* توسيع مساحة التخزين الحالية لشاهين 2 لدعم أعباء العمل المعقدة في النمذجة والمحاكاة والذكاء الاصطناعي باستخدام نظام التخزين Cray ClusterStor E1000 من HPE بإضافة 50 بيتابايت من سعة التخزين.
* بيئة تطوير تعليم الآلة من HPE، وهي عبارة عن نظام أساسي للتدريب على تقنية تعليم الآلة على مستوى المؤسسات مبني على أساس مفتوح المصدر وضعه الذكاء الاصطناعي المحدد لمساعدة فرق البحث على التركيز على الابتكار عن طريق إزالة التعقيد وتسهيل إعداد الذكاء الاصطناعي وإدارته وتأمينه ومشاركته مجموعات حساب، ستسمح هذه القدرات الجديدة للمستخدمين بتدريب النماذج بشكل أسرع، وبناء نماذج أكثر دقة، وتتبع التجارب وإعادة إنتاجها.
هيوليت باكارد إنتربرايز
تعد هيوليت باكارد إنتربرايز شركة عالمية رائدة في مجال توفير منصات الربط بين الشبكات الطرفية والحوسبة السحابية كخدمة، حيث تساعد الشركات على تعزيز إنتاجيتها من خلال توفير قيمة مضافة من جميع بياناتها بصرف النظر عن مواقع حفظها.
واستناداً إلى عقود طويلة من إعادة تصور المستقبل والابتكار لتطوير أنماط حياتنا وعملنا، توفر هيوليت باكارد إنتربرايز حلولاً تقنية فريدة ومنفتحة وذكية، مع خبرات معمقة تشمل جميع أشكال الحوسبة السحابية والشبكات الطرفية لمساعدة العملاء على تطوير نماذج أعمال جديدة، والتفاعل بطرق مبتكرة، وزيادة الأداء التشغيلي.
البروفيسور توني تشان رئيس جامعة كاوست
الدكتور ديفيد كيز رئيس مركز الحوسبة الفائقة في كاوست
الدكتور جيسو لي مدير مرافق المختبر الأساسي لأبحاث الحوسبة في كاوست