Conheça o Wiener, o supercomputador que a Dell manteve em segredo

Em 2017, o departamento de biologia molecular, neurociência e pesquisa translacional da Universidade de Queensland (UQ) embarcou em uma jornada para construir o Wiener, o computador de alto desempenho (HPC) da Dell Technologies.

Com capacidade para processar até 80 terabytes de dados por dia, o Wiener – em homenagem ao matemático Norbert Wiener – ficou em segredo até esta semana, quando foi apresentado no Dell Technologies Forum, em Sydney, Australia.

O HPC é um supercomputador acelerado por GPU, construído pela Dell para o Centro de Computação de Pesquisa (RCC) da universidade. Inicialmente, foi construído nos servidores Dell EMC PowerEdge R740 com dois PowerEdge R740, dois Intel Xeon Gold 6132 (28 núcleos por nó), 1 TB DDR4 RAM, três unidades de aceleração NVIDIA Tesla V100, três unidades de armazenamento flash Dell EMC NVMe de 1,6 TB, HCA Mellanox EDR InfiniBand de 100 Gbps e Dell EMC ProSupport Plus.

O Queensland Brain Institute (QBI), o instituto de pesquisa em neurociência da universidade, está usando o sistema Wiener para modelar o comportamento do ultrassom usando uma técnica de análise chamada Método dos Elementos Finitos (MEF). A modelagem calcula o que acontece com cada elemento do cérebro quando o ultrassom é passado através do crânio. A expectativa é de que o ultrassom possa ser usado temporariamente para permitir a entrega direta de medicamentos ao cérebro, algo que atualmente não é possível por conta da presença de uma barreira hematoencefálica.

O UQ ainda não está no estágio de teste humano, mas está trabalhando nesse sentido. Por enquanto, o método será testado em ovelhas, um animal com propriedades semelhantes ao crânio dos seres humanos, segundo a universidade.

Vale destacar que a demanda pelas capacidades do Wiener também expandiu seu uso para modelagem climática, testes e aprendizado psicológico e identificação de doenças.

“Subestimamos o quanto as pessoas se importavam [com o Wiener]”, declarou Jake Carroll, CTO Research Computing Center da Universidade de Queensland. “Tornou-se um ecossistema inteiro. O Wiener se tornou uma infinidade de recursos maciços de aprendizado de máquina e deep learning na organização. É o ponto focal da infraestrutura de computação de IA da Universidade de Queensland.”

Os departamentos da Escola de Tecnologia da Informação e Engenharia Elétrica da Universidade de Queensland estão usando o Wiener para desenvolver novas técnicas de patologia digital para obter resultados mais rápidos de amostras de sangue, enquanto outro algoritmo de aprendizado de máquina será capaz de diagnosticar a presença de câncer de pele a partir de lâminas de histologia com a precisão de um patologista treinado.

O supercomputador Wiener também suporta a microscopia de Luz-folha da universidade (LLSM), usando uma técnica de restauração de imagem chamada deconvolução para fornecer imagens de biologia 4D e em tempo real.

Para atendê-los, o sistema passou por uma expansão em janeiro de 2019 usando o PowerEdge C4140, dobrando os nós iniciais e triplicando o desempenho da computação. Chamada fase dois, o sistema inclui 15 PowerEdge C4140, com duas Intel Xeon Gold 6132 (28 núcleos por nó), 384 GB DDR4 RAM, quatro unidades aceleradoras NVIDIA SXM2 Tesla 32 GB V100 V100, armazenamento flash Dell EMC NVMe de 1,6 TB, armazenamento flash Dell EMC NVMe de 1,6 TB, Mellanox EDR de 100 Gbps.

A atualização resultou em um treinamento 11% mais rápido para aprendizado de máquina e permitiu comunicação internodal de menor latência para cargas de trabalho distribuídas de deep learning (DL).

“Estamos vendo um crescimento exponencial na velocidade e no volume de dados gerados por instrumentos científicos em todo o mundo”, anunciou Andrew Underwood, diretor de tecnologia de campo, HPC e Inteligência Artificial da Dell Technologies APJ. “Isso está levando a Dell Technologies e nossos clientes a colaborar em abordagens que aproveitam o poder de processamento paralelo de nossas plataformas Dell EMC PowerEdge, a fim de desbloquear a confluência de simulação, análise e aprendizado de máquina.”

Em 2017, quando o Wiener foi construído, a máquina era o primeiro supercomputador fora dos EUA projetado especificamente para processamento de imagem de microscopia rápida e de alta resolução. Na época, o professor Geoff Goodhill, da QBI e da Escola de Matemática e Física, disse que o Wiener aumentaria drasticamente a velocidade com a qual podemos obter novas ideias a partir de dados experimentais e também testaria novas hipóteses sobre a função do sistema nervoso.

Em julho, a Universidade Nacional da Austrália (ANU) anunciou que seu “supercomputador mais rápido” estava prestes a ficar 10 vezes mais poderoso, graças a uma atualização multimilionária da Fujitsu Austrália. A nova máquina, apelidada de “Gadi”, substituirá o modelo atual chamado “Raijin”, também construído pela Fujitsu em 2012.