Το Εργαστήριο Argonne Εθνικής Έρευνας Εκκινεί Υπηρεσία Κλιμάκωσης Εύρεσης AI για Ανοιχτή Επιστήμη

Ο αγώνας για την κατασκευή μεγαλύτερων μοντέλων AI κυριαρχεί στα νέα για χρόνια, αλλά μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην επιστημονική υπολογιστική έχει παραμείνει σε μεγάλο βαθμό ανεπίλυτη: πώς οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν προηγμένα συστήματα AI σε κλίμακα χωρίς να κατασκευάζουν τη δική τους ακριβή υποδομή.

Αυτό είναι το πρόβλημα που το Εργαστήριο Argonne Εθνικής Έρευνας αποσκοπεί να λύσει με την εκκίνηση της υπηρεσίας που περιγράφεται ως η πρώτη υπηρεσία εύρεσης AI σε μεγάλη κλίμακα που σχεδιάστηκε ειδικά για ανοιχτή επιστήμη.

Η νέα υπηρεσία, που αναπτύχθηκε μέσω του Εργαστηρίου Ηγετικής Υπολογιστικής του Argonne (ALCF), παρέχει στους ερευνητές πρόσβαση τύπου cloud σε μεγάλες γλώσσες μοντέλων, επιστημονικά μοντέλα θεμελίων και συστήματα όρασης υπολογιστή που εκτελούνται απευθείας στην υποδομή υψηλής απόδοσης του Argonne. Αντί να εκπαιδεύουν τα δικά τους μοντέλα ή να διαχειρίζονται εξειδικευμένες кластерικές υποδομές, οι επιστήμονες μπορούν να συνδεθούν σε μια κοινή πλατφόρμα εύρεσης που έχει βελτιστοποιηθεί για εργοflows ερευνών σε μεγάλη κλίμακα.

Γιατί η Εύρεση AI Μετρά για την Επιστήμη

Μέρος της συζήτησης για τον AI έχει κεντρίσει την προσοχή στην εκπαίδευση μοντέλων, αλλά η εύρεση είναι το στάδιο όπου τα συστήματα AI γίνονται πρακτικά χρήσιμα. Η εύρεση AI είναι το στάδιο όπου τα εκπαιδευμένα μοντέλα αναλύουν δεδομένα, παράγουν προβλέψεις, ερμηνεύουν αποτελέσματα ή βοηθούν στη λήψη αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο.

Για την επιστημονική έρευνα, η εύρεση μπορεί να επιταχύνει δραματικά το ρυθμό της πειραματικής διερεύνησης. Οι τεράστιες βάσεις δεδομένων από επιταχυντές σωματιδίων, τηλεσκόπια, πειράματα σύντηξης, προγράμματα γενωμικής και молεκουλαρικές προσομοιώσεις συχνά υπερβαίνουν τις παραδοσιακές πipelines ανάλυσης. Τα συστήματα εύρεσης AI μπορούν να ερμηνεύσουν γρήγορα αυτές τις βάσεις δεδομένων, βοηθώντας τους ερευνητές να ανακαλύψουν μοτίβα ή ανωμαλίες που θα πήρε εβδομάδες ή μήνες να ανακαλυφθούν με άλλους τρόπους.

Η νέα υπηρεσία του Argonne έχει ως στόχο να εξαλείψει ένα σημαντικό φράγμα, καθιστώντας τις προηγμένες ικανότητες εύρεσης προσβάσιμες ως κεντρική πηγή αντί να απαιτείται από κάθε ιδρυμα να αναπτύξει τη δική του στοίβα AI.

Ο Michael Papka, διευθυντής του ALCF, περιέγραψε την πρωτοβουλία ως μια μετατόπιση από την απλή παροχή сыρής υπολογιστικής ισχύος προς την παροχή ολοκληρωμένων επιστημονικών υπηρεσιών που ενεργοποιούνται από τον AI.

Μια Εθνική Υποδομή AI για Έρευνα

Η υπηρεσία εύρεσης συνδέεται στενά με την ευρύτερη Αποστολή Genesis του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, μια εθνική πρωτοβουλία που επικεντρώνεται στην επιτάχυνση της επιστημονικής ανακάλυψης μέσω της υποδομής που οδηγείται από τον AI. Η αποστολή στοχεύει να συνδέσει υπερυπολογιστές, επιστημονικά όργανα και μεγάλης κλίμακας βάσεις δεδομένων σε ένα ενοποιημένο οικοσύστημα AI που μπορεί να υποστηρίξει την επόμενη γενιά ερευνών.

Το σύστημα του Argonne υποστηρίζει ήδη ερευνητές από πολλά εργαστήρια του DOE, συμπεριλαμβανομένων του Brookhaven National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory και Los Alamos National Laboratory. Η ευρύτερη όραση είναι να δημιουργηθεί μια διασυνδεδεμένη εθνική πλατφόρμα ερευνών όπου οι εργαλεία AI, τα πειραματικά δεδομένα και οι πόρους υπερυπολογιστών μπορούν να λειτουργούν μαζί ομαλά.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς τα επιστημονικά φορτία εργασίας AI αυξάνονται όλο και περισσότερο σε εργοflows που εμπλέκουν μοντέλα που αλληλεπιδρούν επανειλημμένα με συστήματα προσομοίωσης, βάσεις δεδομένων και αναλυτικά εργαλεία. Αυτά τα εργοflows μπορούν να παράγουν τεράστιες κατανάλωση token και υπολογιστικούς κόστους όταν εκτελούνται σε εμπορικές πλατφόρμες AI. Η υποδομή του Argonne έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίξει αυτά τα φορτία εσωτερικά για επιστημονικές εφαρμογές.

Η Τεχνολογία Πίσω από την Πλατφόρμα

Η υπηρεσία παρέχει πρόσβαση σε πολλές οικογένειες μοντέλων, συμπεριλαμβανομένων των μοντέλων Gemma της Google (GOOGL ), της οικογένειας LLaMA της Meta και των συστημάτων GPT-OSS της OpenAI, μαζί με επιστημονικά μοντέλα θεμελίων και εσωτερικά αναπτυγμένα συστήματα όπως το AuroraGPT.

Το AuroraGPT είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο επειδή αντιπροσωπεύει την ευρύτερη φιλοδοξία του Argonne να κατασκευάσει συστήματα AI που έχουν εκπαιδευτεί ειδικά σε επιστημονική βιβλιογραφία, βάσεις δεδομένων και πολυμεσικά ερευνητικά δεδομένα. Το έργο έχει διερευνήσει εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας αρχιτεκτονικές που έχουν βελτιστοποιηθεί για επιστημονική σκέψη και περιβάλλοντα υψηλής απόδοσης.

Η υποδομή herself εκτελείται σε αφιερωμένα συστήματα ALCF, συμπεριλαμβανομένων των Sophia και Metis, με μελλοντική επέκταση που σχεδιάζεται για τα συστήματα NVIDIA (NVDA ) που ονομάζονται Tara και Minerva.

Πέρα από τα Chatbots: Πραγματικές Επιστημονικές Εφαρμογές

Ενώ η δημόσια συζήτηση για τον AI συχνά περιστρέφεται γύρω από τους βοηθούς συνομιλίας, ο στόχος του Argonne είναι σαφώς η επιτάχυνση της έρευνας.

Στην έρευνα για την ενέργεια σύντηξης, τα μοντέλα εύρεσης μπορούν να παρακολουθούν τη συμπεριφορά του πλάσματος σε πραγματικό χρόνο και να προβλέπουν πιθανές διακοπές πριν συμβούν. Στην αστρονομία και την φυσική σωματιδίων, τα συστήματα AI μπορούν να αναλύσουν τεράστιες ροές δεδομένων από τηλεσκόπια ή συσκευές συγκρούσεων για να ανακαλύψουν σπάνιες εκδηλώσεις πιο αποτελεσματικά. Στην χημεία και την επιστήμη των υλικών, τα συστήματα εύρεσης μπορούν να συντονίσουν сложные молεκουλαρικές προσομοιώσεις και να αυτοματοποιήσουν μεγάλης κλίμακας υπολογιστικές εργοflows.

Ένα παράδειγμα που έχει υπογραμμίσει το Argonne είναι το ChemGraph, ένα πλαίσιο που οδηγείται από τον AI που σχεδιάστηκε για να απλοποιήσει τις εργοflows προσομοίωσης moleκουλών. Το σύστημα χρησιμοποιεί επαναλαμβανόμενες αλληλεπιδράσεις εργαλείων AI για να συντονίσει προσομοιώσεις, ανάλυση δεδομένων και επαναλαμβανόμενη πειραματική διερεύνηση σε μια πιο συνδεδεμένη εργοflow.

Η ευρύτερη επίδραση είναι ότι η επιστημονική υπολογιστική εξελίσσεται από απομονωμένα εργαλεία υπερυπολογιστών σε συνεχώς αλληλεπιδρούσες περιβάλλοντα ερευνών που υποστηρίζονται από τον AI.

Η Αυξανόμενη Ρόλος του Argonne στην Υποδομή AI

Ιδρυμένο το 1946, το Εργαστήριο Argonne Εθνικής Έρευνας έχει sido ένα από τα πιο σημαντικά ιδρύματα επιστημονικής έρευνας στις Ηνωμένες Πολιτείες, ιδιαίτερα στην υψηλή απόδοση υπολογιστών, συστήματα ενέργειας, επιστήμη υλικών και πυρηνική έρευνα. Το εργαστήριο λειτουργεί υπό το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ και έχει παίξει κεντρικό ρόλο σε幾 génεσεις αμερικανικών πρωτοβουλιών υπερυπολογιστών.

Τα τελευταία χρόνια, το Argonne έχει γίνει όλο και περισσότερο επηρεστικό στην ανάπτυξη AI για την επιστήμη μέσω έργων που συνδέονται με την υπολογιστική σε κλίμακα exascale και μεγάλα επιστημονικά μοντέλα θεμελίων. Το ίδιο το ALCF στεγάζει κάποια από τα πιο προηγμένα συστήματα υπολογιστών της χώρας, συμπεριλαμβανομένου του Aurora, ενός από τα ταχύτερα υπερυπολογιστών του κόσμου.

Η εκκίνηση της υπηρεσίας εύρεσης αντικατοπτρίζει μια μεγαλύτερη μετάβαση που συμβαίνει τόσο στην ακαδημία όσο και στην επιχείρηση: μετατόπιση από μοντέλα AI που λειτουργούν αυτόνομα προς ολοκληρωμένες πλατφόρμες υποδομής AI που μπορούν να υποστηρίξουν συνεχείς, μεγάλης κλίμακας φορτία εργασίας σκέψης.

Για την επιστημονική έρευνα, αυτή η μετάβαση θα μπορούσε να συμπιέσει σημαντικά το χρονοδιάγραμμα μεταξύ της γεννήσης των raw δεδομένων και της σημαντικής ανακάλυψης.