Fujitsu y RIKEN completan el desarrollo conjunto de Fugaku, el superordenador japonés más rápido del mundo

Antecedentes

Fugaku es el superordenador de Japón que se ha desarrollado como sistema central para la innovadora Infraestructura de Computación de Alto Rendimiento (HPCI) promovida por el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT) de Japón.

En 2014, RIKEN y Fujitsu comenzaron el desarrollo conjunto de Fugaku y completaron la entrega de todos los racks en mayo de 2020. Desde entonces, han desarrollado y optimizado el entorno del usuario para preparar el inicio del uso compartido.

Fugaku ha ocupado el primer puesto mundial durante dos periodos consecutivos, en junio y noviembre de 2020, en cuatro categorías de las principales clasificaciones de ordenadores de alto rendimiento: el TOP500, el HPCG, el HPL-AI, así como el Graph 500, y se ha utilizado a modo de prueba en el marco del "Programa de fomento de la investigación en el superordenador Fugaku", "los proyectos de investigación destinados a combatir el COVID-19", etc. desde abril de 2020. En estas pruebas, dos proyectos, "Estudio sobre la simulación numérica de fluidos a gran escala" y "El mayor cálculo meteorológico de la historia", ya han sido seleccionados como finalistas del Premio Gordon Bell de la ACM. Además, la investigación sobre "Predicción y contramedidas de la infección por gotas contaminadas de virus en el ambiente interior" ha propiciado cambios en el estilo de vida de las personas y Fugaku ya avanza con paso firme para convertirse en una plataforma tecnológica clave para la ciencia y la construcción de la Sociedad 5.0.

RIKEN y Fujitsu seguirán cooperando para garantizar el funcionamiento estable de Fugaku, contribuyendo, al mismo tiempo, a la resolución de los problemas sociales y a la aceleración de la investigación de vanguardia mediante el desarrollo de la mejor tecnología de operaciones del mundo, la mejora del entorno de los usuarios y el desarrollo y suministro de diversas tecnologías de supercomputación.

Además, el RIST, que es la Institución Registrada para la Promoción del Uso de Instalaciones, ha seleccionado 74 proyectos para uso público e industrial en el año fiscal 2021, a través de una convocatoria abierta de propuestas para que el "Programa para la Promoción de la Investigación en el Superordenador Fugaku" pueda continuar, y una amplia gama de investigadores, etc. comiencen inmediatamente el uso a gran escala tras el inicio del uso compartido de Fugaku. Actualmente, el RIST está convocando propuestas en varias categorías, y se invita a los investigadores interesados a presentar su solicitud.

Uso de Fugaku y desarrollo futuro

Fugaku ha ganado cuatro títulos de superordenador por segundo año consecutivo en las principales clasificaciones mundiales de computación de alto rendimiento y está aprovechando, al máximo, su extraordinario potencial para resolver problemas sociales y científicos urgentes. Con su asombrosa potencia de cálculo, Fugaku desempeñará un importante papel en la construcción de la Sociedad 5.0, la Super Smart Society, a través de las siguientes tecnologías.

Simulación
Fugaku cuenta con un rendimiento de aplicación hasta 100 veces superior al del ordenador K, lo que permite realizar simulaciones de "alta resolución" "larga duración" "a gran escala" y "caso múltiple". Se espera que tenga diversas repercusiones, desde la resolución de problemas sociales conocidos hasta la ayuda para mejorar la comprensión de la ciencia fundamental.

IA (inteligencia artificial), ciencia de los datos
La próxima generación de IA basada en el aprendizaje profundo es computacionalmente intensiva y requerirá recursos de supercomputación a gran escala. La CPU de Fugaku posee un alto rendimiento en "operaciones de convolución", que son fundamentales para el aprendizaje profundo, y está conectada por una red con un rendimiento de comunicación superior, y se aprovechará para la investigación de la IA y la ciencia de datos.

Fusión de la simulación y la IA/ciencia de datos
Fugaku permite combinar la simulación con la IA y la ciencia de datos al más alto nivel del mundo. Por ejemplo, la IA puede utilizarse para buscar los parámetros necesarios para la simulación y para extrapolar los resultados de la misma. A la inversa, la simulación puede generar un gran número de datos para que la IA aprenda.

La aplicación de estos métodos con Fugaku ofrecerán los siguientes resultados previstos:

• Aceleración del desarrollo de nuevos fármacos, mediante la realización de simulaciones de alta velocidad y alta precisión para el descubrimiento de fármacos.
• Detección temprana de enfermedades y avance de la medicina preventiva mediante el análisis de big data médico y simulaciones biológicas.
• Predicción precisa de tornados y lluvias torrenciales mediante el análisis de big data meteorológico.
• Simulación de terremotos, tsunamis y rutas de evacuación a nivel de metros
• Desarrollo de baterías solares orgánicas de bajo coste y baterías solares de alta eficiencia, fotosíntesis artificial, pilas de combustible y baterías de almacenamiento de alta eficiencia, y extracción de metano a partir de hidrato de metano.
• Desarrollo de imanes permanentes de bajo contenido en tierras raras para generadores y vehículos eléctricos.
• Aceleración de la creación de nuevos dispositivos y materiales para las industrias de próxima generación.
• Reducción drástica del tiempo y los costes de desarrollo, al sustituir parcialmente las pruebas reales de aviones y automóviles.
• Mayor conocimiento de las cuestiones fundamentales de la ciencia, como cuándo y cómo se creó la materia en el universo.

Enlaces relacionados
Centro RIKEN de Ciencia Computacional (R-CCS)
https://www.r-ccs.riken.jp/en/

Organización de Investigación para la Ciencia y la Tecnología de la Información (RIST)
https://www.hpci-office.jp/?lang=en

Convocatoria de propuestas para proyectos de acceso a pruebas de Fugaku
https://www.hpci-office.jp/pages/e_fugaku_trial

El Fugaku de Japón obtiene el título de superordenador más rápido del mundo (23 de junio de 2020)
https://www.riken.jp/pr/news/2020/20200623_1/

El Fugaku de Japón retiene el título de superordenador más rápido del mundo (17 de noviembre de 2020)
https://www.riken.jp/en/news_pubs/news/2020/20201117_2/index.html

El superordenador Fugaku se utilizará para ayudar en la lucha contra el COVID-19 (7 de abril de 2020) 
https://www.riken.jp/en/news_pubs/news/2020/20200407_1/index.html

Un grupo de investigación japonés realiza el mayor cálculo meteorológico de la historia en el superordenador Fugaku (20 de noviembre de 2020)
https://www.fujitsu.com/global/about/resources/news/press-releases/2020/1120-01.html

Resumen de los resultados de adjudicación de la convocatoria de proyectos de investigación que utilizan el HPCI en el año fiscal 2021 (16 de febrero de 2021)
https://www.hpci-office.jp/materials/e_press_20210216