Arena Physica aikoo kouluttaa Heavisidea AMD:n tehostamalla Lux-supertietokoneella

Arena Physica kertoi ilmoituksessaan 12. marraskuuta 2026 aikovansa tehdä AMD:n kanssa yhteistyötä kehittääkseen mallinsa tulevia sukupolvia Heaviside sähkömagnetismia varten Oak Ridgen kansallisessa laboratoriossa sijaitsevalla Lux-supertietokoneella. Hanke pohjautuu Heaviside-1-malliin, jossa on 350 miljoonaa parametria ja joka julkaistiin syyskuussa 2026.

Arena Physican mukaan Heaviside on ensimmäinen sähkömagnetismiin tarkoitettu perusmalli. Yhtiö kertoo, että mallin ensimmäinen versio koulutettiin 250 000 kolmiulotteisella kenttäsimulaatiolla, jotka kattoivat 500 miljardia yksittäistä kenttänäytettä. Nämä luvut muodostavat AMD:n kanssa tehtävän työn lähtötason. Kyseessä on suunniteltu koulutusohjelma, ei Luxilla koulutetun seuraajamallin julkaisu.

Simulointidata kasvattaa laskentatehon tarvetta

Kukin koulutusnäyte saadaan täysaaltoisesta sähkömagneettisesta simulaatiosta, jossa Maxwellin yhtälöt ratkaistaan rakenteen yksityiskohtaisessa kolmiulotteisessa mallissa. Koulutusaineiston tuottaminen on siksi mallin kehittämisen laskentatehoa vaativa vaihe, minkä lisäksi laskentatehoa tarvitaan varsinaiseen koulutusajoon.

”Kentät ovat erittäin herkkiä rakenteen yksityiskohdille, pienistä paikallisista piirteistä kokonaisuuteen asti. Näin monimutkaisen ilmiön mallintaminen vaatii runsaasti tarkkaa dataa ja juuri tähän tarkoitukseen suunnitellun mallirakenteen”, sanoi Arena Physican tutkimusjohtaja Michael Frei.

Arena Physica liitti tämän tarpeen käytännön skaalautumislakeihin, Christopher M. Bryantin ja Hao Liun kirjoittamaan tutkimusartikkeliin. Artikkelin mukaan nykyisten mallien koulutusta ohjaavat skaalautumislait kalibroitiin datarikkaaseen esikoulutukseen, jossa käydään läpi yksi epookki, ja siinä tunnistetaan rakenteellisia rajoituksia tilanteissa, jotka poikkeavat tästä lähtökohdasta. Artikkelissa ehdotettu muotoilu jakaa hävikin kapasiteetin riittämättömyyttä, alikoulutusta ja ylisovittamista kuvaaviin termeihin sekä erottaa toisistaan yksilölliset esimerkit ja kaikkien nähtyjen esimerkkien kokonaismäärän.

Kalibroinnin jälkeen tätä muotoilua voidaan käyttää kustannukset huomioivaan resurssien jakamiseen, jossa siirrytään kohti pienempiä aineistoja ja useampia epookkeja datan kallistuessa. Heavisideen sovellettuna tämä lähestymistapa tuo esiin infrastruktuuriin liittyvän kompromissin: tuotetaanko lisää yksilöllisiä simulaatioita vai koulutetaanko mallia useita kertoja jo olemassa olevalla datalla.

Lux tarjoaa laajamittaisen koulutuskapasiteetin

Oak Ridgen johtavan laskentakeskuksen Lux-järjestelmän teknisissä tiedoissa mainitaan yli 4 000 AMD MI355X -grafiikkasuoritinta, 1,1 petatavua suuren kaistanleveyden muistia ja FP8-tekoälykoulutustehoa 20 eksaFLOPSia. Kussakin MI355X-suorittimessa on 288 Gt HBM3E-muistia, ja sen kaistanleveys on 8 Tt/s. Resurssien käyttöoikeuksiin kuuluu myös pääsy Orioniin, OLCF:n Lustre-tiedostojärjestelmään, jonka kapasiteetti on yli 600 petatavua.

Nämä luvut kuvaavat Luxin kapasiteettia, eivät Heavisiden mitattua nopeuden kasvua. Kapasiteetilla on merkitystä työkuorman molemmissa osissa: koulutuksen kiihdytinlaskentatehossa sekä sitä varten tarvittavassa muistissa ja simulaatioaineiston tallennustilassa.

Suunniteltujen mallien kohteina ovat sirut ja viestintä

Arena Physica suunnittelee Heavisiden myöhempien sukupolvien kattavan kaukokentän säteilykuviot, monimutkaisemmat geometriat ja laajemmat taajuusalueet sekä skaalautuvan suurempiin komponentteihin ja kokonaisiin järjestelmiin. Käyttökohteita ovat 5G-, 6G- ja satelliittiviestinnän antennit, autojen radiotaajuustunnistus sekä puolijohdepaketointi ja signaalin eheys.

Puolijohteissa mainittuihin käyttökohteisiin kuuluu nopeiden SerDes-yhteyksien suunnittelu. AMD:n yritysstrategiasta vastaava tekoälyjohtaja, varatoimitusjohtaja Kumaran Siva, liitti työn 3D-sirupaketointiin ja SerDes-nopeuksien kasvuun 224 gigabitistä sekunnissa 448 gigabittiin sekunnissa. Hänen mukaansa nämä suuntaukset ovat tehneet sähkömagneettisesta käyttäytymisestä yhden puolijohdesuunnittelun vaikeimmista ongelmista.

Arena Physican mukaan Heaviside on suunniteltu ennustamaan sähkömagneettista käyttäytymistä useita kertaluokkia nopeammin ja edullisemmin kuin perinteiset ratkaisijat sekä mahdollistamaan autonominen käänteissuunnittelu. Nämä ovat mallin kehittämistavoitteita, eivät Lux-yhteistyössä mitattuja suorituskykytuloksia.

Arena Physica aikoo kertoa tuloksista sitä mukaa kuin Lux-koulutus etenee tulevien kuukausien aikana. Raportit tarjoavat konkreettista näyttöä sen arvioimiseksi, pystyykö Luxin mittakaavassa toteutettu koulutus tarjoamaan yhtiön kaavaileman kattavuuden laajemmilla taajuusalueilla ja erilaisissa geometrioissa sekä kokonaisissa järjestelmissä.