Lawrence Berkeley Lab en samenwerking met NVIDIA: Een revolutionair platform voor wetenschap aangedreven door kunstmatige intelligentie

De race om wereldwijde wetenschappelijke suprematie maakt een nieuwe stap met de aankondiging van de supercomputer Doudna, ook wel bekend als NERSC-10, die wordt gebouwd in het Lawrence Berkeley National Laboratory (VS). Dit high-performance computersysteem, aangedreven door de NVIDIA Vera Rubin-architectuur en gebaseerd op Dell-infrastructuur, is ontworpen om een nieuwe era van wetenschappelijke ontdekkingen te leiden die worden versneld door kunstmatige intelligentie.

Doudna, genoemd naar Jennifer Doudna, Nobelprijswinnaar en pionier van de CRISPR-technologie, vertegenwoordigt een strategische inspanning van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) om het land aan de voorhoede te plaatsen van wetenschappelijk onderzoek in belangrijke gebieden zoals energie, geneeskunde, astronomie en de fysica van deeltjes.

Een investering in de toekomst van de wetenschap

“De bouw van Doudna bevestigt de inzet van het DOE voor de wetenschappelijke leiderschap van de VS op het gebied van kunstmatige intelligentie en geavanceerde computing”, verklaarde Chris Wright, de minister van Energie. NVIDIA benadrukte ook de disruptieve aard van het project. “Doudna is een tijdmachine voor de wetenschap, in staat om jaren van onderzoek te comprimeren tot slechts dagen”, aldus Jensen Huang, oprichter en CEO van NVIDIA.

Een exponentiële sprong in efficiëntie en vermogen

Het nieuwe systeem zal meer dan 10 keer de capaciteit van zijn voorganger, Perlmutter, overtreffen in termen van wetenschappelijke ontdekkingen, terwijl het slechts twee tot drie keer meer energie verbruikt. Dit vertegenwoordigt een verbetering van drie tot vijf keer in prestaties per watt, dankzij innovaties in chipontwerp, dynamische lastverdeling en systeemefficiëntie.

Impactvolle wetenschappelijke toepassingen

Onder de gebieden waar Doudna een verschil zal maken, zijn:

• Kernfusie: geavanceerde simulaties voor het versnellen van de verkrijging van schone energie.
• Materiaalwetenschap: AI-modellen die helpen bij het ontwerpen van nieuwe supergeleiders.
• Geneesmiddelenonderzoek: ultrasnelle workflows voor eiwitvouwen in het licht van toekomstige pandemieën.
• Astronomie: realtime gegevensverwerking van het spectroscopische instrument DESI om het universum in kaart te brengen.

Meer dan 11.000 onderzoekers kunnen profiteren van zijn bijna onmiddellijke capaciteiten, wat zal toelaten om complexere vragen te formuleren en antwoorden te krijgen met ongekende snelheid.

Kunstmatige intelligentie in dienst van de wetenschap

Doudna is geoptimaliseerd voor het uitvoeren van taken die traditionele HPC, AI, realtime datastromen en zelfs kwantumalgoritmen combineren. Platforms zoals NVIDIA CUDA-Q zullen schaalbare ontwikkeling van kwantumalgoritmen mogelijk maken en integratie met klassieke HPC-systemen bevorderen.

Momenteel passen meer dan 20 wetenschappelijke teams hun workflows aan op het nieuwe systeem via het NERSC Science Acceleration Program. Initiatieven in de deeltjesfysica, klimaatwetenschappen, moleculaire biologie en computationele chemie vallen op.

Van eiwitvoorspelling tot fundamentele natuurkunde

De supercomputer zal ook cruciaal zijn voor het stimuleren van AI-modellen die al onderscheiden zijn met de Nobelprijs, zoals die ontwikkeld door David Baker voor het voorspellen van eiwitstructuren. Andere onderzoekers, zoals Benjamin Nachman, gebruiken AI om de gegevensanalyse in de deeltjesfysica te verbeteren, en samenwerkingen zoals Open Molecules 2025, in partnership met Meta, streven ernaar complexe chemische reacties te modelleren op basis van massale gegevens.

Voorbereide infrastructuur voor de toekomst

Technisch gezien steunt Doudna op het NVIDIA Vera Rubin-platform, dat krachtige CPU’s combineert met coherente GPU’s, wat het delen van gegevens tussen processors efficiënter maakt. Tools die al compatibel zijn, omvatten PyTorch, TensorFlow, cuDNN, Holoscan en CUDA-Q, geoptimaliseerd voor de NVLink-architectuur van Rubin.

Deze nieuwe generatie van supercomputing is geen luxe, maar een noodzaak. Zoals Nick Wright, hoofdarchitect van Doudna bij NERSC, concludeert: “We beschouwen supercomputers niet langer als geïsoleerde tools in een hoek van het laboratorium. Ze zijn vandaag de dag een integraal onderdeel van de ontdekkingscyclus, rechtstreeks verbonden met experimenten, telescopen en sensoren.”

De lancering van Doudna is gepland voor 2026, en vanaf dat moment wordt verwacht dat het een hoeksteen zal worden voor het beantwoorden van enkele van de meest complexe vragen van de 21e eeuw.