Como parte de una colaboración con Intel y Dell Technologies, la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) y el Cambridge Open Zettascale Lab planean construir un “gemelo digital” del prototipo de planta de energía de fusión Spherical Tokamak for Energy Production (STEP). La UKAEA utilizará la supercomputadora del laboratorio basada en tecnologías Intel, incluidos los procesadores escalables Intel® Xeon® de cuarta generación, el almacenamiento de objetos asíncronos distribuidos (DAOS) y las herramientas oneAPI para agilizar el desarrollo y la entrega de energía de fusión a la red en la década de 2040.
(Foto: Corporación Intel)
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Por qué es importante:
La energía de fusión, con su potencial para proporcionar energía casi ilimitada y altamente sostenible, a menudo se anuncia como la fuente de energía alternativa definitiva, pero todavía faltan años para que funcione una planta de energía de fusión que pueda suministrar energía a la red. Diseñar una nueva generación de centrales eléctricas requiere muchas herramientas avanzadas y cantidades masivas de modelos y simulaciones, todo mientras la investigación y la tecnología de fusión continúan avanzando.
Mientras trabajan para lograr una instalación de fusión que funcione, UKAEA y el Cambridge Open Zettascale Lab utilizarán supercomputación y un “gemelo digital” o prototipo del diseño de la máquina STEP para acelerar la ingeniería y ayudar a preparar el progreso para el futuro, incluso a medida que las cosas evolucionan.
“Creo firmemente que el futuro de la energía sostenible dependerá de la supercomputación”, afirmó Rob Akers, director de Programas de Computación de UKAEA. “El mundo tiene una necesidad urgente de brindar seguridad energética y combatir el cambio climático. Este es un viaje que debemos emprender juntos, brindando acceso y capacidad a todos aquellos que desempeñarán un papel decisivo en la entrega de energía de fusión comercial”.
Cómo funciona:
Al trabajar dentro del metaverso industrial (una representación digital de un entorno industrial con el que las personas pueden interactuar), el equipo de UKAEA puede adaptar su diseño a medida que haya nueva información disponible y se desarrollen tecnologías. La supercomputadora del Cambridge Open Zettascale Lab aprovecha los servidores Dell PowerEdge basados en Procesadores Xeon de cuarta generación para ejecutar las enormes cantidades de modelos y simulaciones necesarias para la investigación de la fusión.
oneAPI, que permite a los desarrolladores utilizar una única base de código para implementar aplicaciones en múltiples arquitecturas, aborda uno de los mayores inhibidores de la funcionalidad y el rendimiento de la simulación: la portabilidad del código. Herramientas Intel oneAPI y los marcos de IA optimizados ofrecen rendimiento para el aprendizaje profundo y la dinámica molecular. Como Centro de Excelencia oneAPI, el Cambridge Open Zettascale Lab se centra en ampliar este conjunto de aplicaciones para incluir ingeniería, materiales de fusión y simulación de plasma.
La velocidad de almacenamiento es otro posible obstáculo en la investigación de la fusión, que implica grandes simulaciones que se ejecutan en miles de nodos de unidades de procesamiento de gráficos y luego transfieren una enorme cantidad de datos para un rápido análisis posterior a la simulación. Una única simulación de turbulencia de plasma puede generar cientos de petabytes de datos en un período muy corto. Intel DAOS es un almacén de objetos de código abierto, definido por software y escalable que proporciona contenedores de almacenamiento de alto ancho de banda, baja latencia y altas operaciones de E/S por segundo (IOPS) para aplicaciones de computación de alto rendimiento (HPC). Para la investigación de la fusión, ofrece una vía rápida y sin fricciones para análisis y cálculos que deben realizarse en un período de tiempo increíblemente pequeño.
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