Birleşik Krallık Atom Enerjisi Kurumu (UKAEA) ve Cambridge Üniversitesi, önümüzdeki 20 yıl içinde enerji şebekesine yeşil füzyon gücü sağlamak için gereken süper bilgi işlem kaynaklarına erişmek için Dell Technologies ve Intel ile işbirliği yapıyor.
Birleşik Krallık hükümetinin 2050 net sıfır ekonomi hedefi büyük görünürken ve ülkenin yaşlanan ve çevre dostu olmayan fosil yakıt santrallerini devre dışı bırakma planları hazırlanırken, Birleşik Krallık şebekesi aracılığıyla mevcut olan yenilenebilir enerji miktarını artırmak için birçok cephede çaba gösteriliyor.
UKAEA, boşluğu kapatmak için alternatif yeşil enerji biçimleri arayan taraflar arasında yer alıyor ve füzyon enerjisinin kullanımına öncülük ediyor. Bunu oluşturmak, zorlu bir bilimsel ve mühendislik sorunu olmakla ünlüdür, ancak bunun üstesinden gelinmesi gerekir.
Enerji güvenliği ve net sıfır sekreteri Grant Shapps şunları söyledi: “Dünyanın füzyon enerjisine daha önce hiç olmadığı kadar ihtiyacı var. [and it] rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir kaynakları destekleyen bir ‘temel yük’ gücü sağlama potansiyeline sahip, bu nedenle İngiltere’yi füzyon enerjisi için küresel bir merkez haline getirmek için 700 milyon sterlinin üzerinde yatırım yapıyoruz.”
Füzyon enerjisi üretim süreci, helyum oluşturmak ve elektrik üretmek için kullanılabilecek enerjiyi serbest bırakmak için bir araya gelen aşırı sıcaklıklarda kontrollü bir plazma oluşturmak için iki hidrojen formunun karıştırılmasını ve ısıtılmasını içerir. Bu, UKAEA’nın elektrik santrallerinde çoğaltmak istediği bir süreçtir.
Zorluklar, plazmayı oluşturmak için gereken sıcaklıkların güneşin çekirdeğinden 10 kat daha sıcak olması gerçeğinde yatmaktadır, ancak – süreç mümkün kılınabilirse – sera gazı salmayan yeni bir enerji kaynağının yolunu açacaktır. ve radyoaktif yan ürünler oluşturma riski düşüktür.
“Füzyon, güneşimizin kalbine güç sağlayan ve gece gökyüzündeki tüm yıldızların parlamasına neden olan doğal bir süreçtir. [and] UKAEA’da ileri bilgi işlem başkanı Rob Akers, projeyi tartışmak için yalnızca basına açık bir yuvarlak masa toplantısında gösterilen bir video sırasında, “Amacımız, temiz, yeşil bir enerji üretimi biçimi üretmek için bu enerjiyi burada Dünya’da kullanmaya çalışmaktır” dedi. .
“Elimizdeki zorluk, bunun ne olduğunu çözmek için teste dayalı tasarımı kullanmak için yeterli zamanın olmaması. [fusion] santral gibi görünmesi gerekiyor. Devasa miktarda süper bilgi işlem ve yapay zeka kullanarak sanal dünyada tasarlamalıyız. [AI]”
UKAEA, 2040’larda şebekeye sürdürülebilir bir füzyon enerjisi kaynağı alması gerektiğini belirtti ve Nottinghamshire’da STEP olarak bilinen gerekli elektrik santralinin prototip tasarımını yarattı.
“Son derece sürükleyici” olacak şekilde tasarlanan ve “endüstriyel meta veri deposu” olarak bilinen sanal bir ortamda barındırılacak olan sitenin dijital ikizini geliştirmek için Dell, Intel ve Cambridge Üniversitesi ile işbirliği yaptı.
Spesifik olarak, bu işbirliği, UKAEA’nın 2040’lara kadar şebekeye bağlı bir füzyon elektrik santraline sahip olma hedefine ulaşması için, exascale süper bilgisayarların ve yapay zekanın dijital ikiz tasarımı nasıl sağlayabileceğine bakacak.
Örgütler bir grup bildirisinde, “İşbirliği birinci sınıf araştırma ve yeniliği bir araya getiriyor ve hükümetin Birleşik Krallık’ı bilimsel ve teknolojik bir süper güç yapma hedeflerini destekliyor” dedi.
“Gelecek nesil yüksek performanslı bilgisayarları (HPC) erişilebilir, kullanımı pratik ve satıcıdan bağımsız hale getirmeyi amaçlıyor.”
Yuvarlak masa tartışması sırasında, Cambridge Üniversitesi araştırma bilgi işlem hizmetleri direktörü Paul Calleja, bunun gibi büyük ölçekli süper bilgi işlem projeleriyle ilgili maliyet ve beceri zorlukları hakkında daha fazla ayrıntıya girdi.
“BT perspektifinden bakıldığında, exascale bugün konuşlandırmak için 600 milyon sterlinlik sermayenin kuzeyine mal olan sistemleri temsil ediyor. [and] 20MW gücün kuzeyinde tüketirler. Yani, sadece fişe takmak bile yılda 50 milyon sterline mal oluyor” dedi.
“Bu sistemler [also] istismar etmek çok zor. Bazı darboğazlar nedeniyle en yüksek performansın yalnızca bir kısmını elde edebilen uygulamaları çalıştırabilirsiniz. [the] kodun ölçeklenebilirliği… yani bunlar çok özel, zor sistemler.”
Üniversite, UKAEA ile dört yıldır işbirliği ortağıdır ve böyle bir projeye yaklaşmanın en iyi yolunun birlikte çalışmak olduğunu anladıklarını söyledi.
“Tek bir süper bilgisayar tasarlamak istediğinizde, bunu donanım sağlayıcıları, bilim adamları ve uygulama geliştiricileri arasında bir işbirliği olarak gerçekten yapmanız gerekir – hepsi bütünsel soruna bakarak birlikte çalışır. Bu pek sık olmaz,” diye devam etti Calleja.
“Bunları nasıl bir araya getireceğimizi anlamak için Dell ve Intel’deki endüstriyel ortaklarımız ve ekibimdeki kişilerle yakın bir şekilde çalışıyoruz.”
Üniversitede çalışan üç nesil Intel x86 sistemi var, ancak performans açısından böyle bir dağıtım için uygun değiller, bu nedenle grup Intel’in yeni veri merkezi GPU Max teknolojisini kullanmak istiyor.
“Intel’in GPU teknolojisi, watt başına performansta bize o adım işlevini veriyor, [and] Bu gerçekten bununla ilgili: watt başına performans, sistemde kaç bayt taşıyabileceğimizle birlikte önemli bir ölçüdür” diye ekledi.
Ve bunun gibi bir sistemi bir araya getirmenin getirdiği karmaşıklıklar nedeniyle, onu açık kaynak teknolojileri üzerine inşa etmek bir zorunluluktur.
“Bugün Intel ile çalışabiliriz, ancak gelecekte ne olacağını kim bilebilir, bu nedenle belirli bir satıcıya kilitlenmek istemiyoruz… ve burada Intel’in oneAPI adında gerçekten ilginç bir programlama ortamı var. SYCL’de [a royalty-free, cross-platform abstraction layer]dedi.
“Ve bu oneAPI SYCL ortamı, eğer istersek Intel GPU’larda çalışabilen kodlar geliştirmemiz için bize gerçekten güzel bir yol sunuyor. [but] bu kodları Nvidia GPU’larda ve hatta AMD GPU’larda da minimum yeniden kodlamayla çalıştırabiliyoruz.”
Şunu ekledi: “Mümkün olduğunda tüm çalışmalarımız, açık kaynaklı yazılım uygulamalarını kullanan açık standart donanım uygulamalarını kullanır. [and we can] bu planları kullanılabilir hale getirin.
Bu da önemli çünkü bu, diğer şirketlerin ve üniversitelerin bu çalışmanın faydalarından yararlanabileceği anlamına geliyor.
“Bu süper bilgisayarları çok çeşitli bilim adamları ve mühendisler için erişilebilir hale nasıl getiriyorsunuz? [and we’re doing this by] Calleja, Scientific OpenStack olarak adlandırdığımız, İngiltere’deki bir KOBİ olan StackHPC ile geliştirilen, bulut tabanlı yeni bir işletim sistemi ortamı geliştirmek” dedi.
“[As] demokratikleşmenin bir parçası [push], bu sistemleri süper bilgi işlem teknolojilerine alışık olmayan şirketler ve bilim adamları için erişilebilir hale getirmelisiniz. Dolayısıyla bu ara yazılım katmanı gerçekten önemli.”