O novo sistema de computação TX-Generative AI Next (TX-GAIN) do  Lincoln Laboratory Supercomputing Center (LLSC) é o supercomputador de IA mais poderoso de qualquer universidade dos EUA. Com sua recente classificação no TOP500 , que publica semestralmente uma lista dos melhores supercomputadores em diversas categorias, o TX-GAIN se junta a outros sistemas poderosos do LLSC, todos apoiando pesquisa e desenvolvimento no Lincoln Laboratory e em todo o campus do MIT. 

"O TX-GAIN permitirá que nossos pesquisadores alcancem avanços científicos e de engenharia. O sistema desempenhará um papel importante no suporte à IA generativa, simulação física e análise de dados em todas as áreas de pesquisa", afirma  Jeremy Kepner , pesquisador do Laboratório Lincoln e chefe do LLSC. 

O LLSC é um recurso fundamental para acelerar a inovação no Laboratório Lincoln. Milhares de pesquisadores utilizam o LLSC para analisar dados, treinar modelos e executar simulações para projetos de pesquisa financiados pelo governo federal. Os supercomputadores têm sido usados, por exemplo, para simular bilhões de encontros de aeronaves para desenvolver sistemas de prevenção de colisões para a Administração Federal de Aviação (FAA) e para treinar modelos nas complexas tarefas de navegação autônoma para o Departamento de Defesa. Ao longo dos anos, os recursos do LLSC têm sido essenciais para inúmeras  tecnologias premiadas , incluindo aquelas que melhoraram a segurança aérea, impediram a propagação de novas doenças e auxiliaram nas respostas a furacões. 

Como o próprio nome sugere, o TX-GAIN é especialmente equipado para desenvolver e aplicar IA generativa. Enquanto a IA tradicional se concentra em tarefas de categorização, como identificar se uma foto representa um cachorro ou um gato, a IA generativa produz resultados totalmente novos. Kepner a descreve como uma combinação matemática de interpolação (preenchimento de lacunas entre pontos de dados conhecidos) e extrapolação (extensão de dados além de pontos conhecidos). Hoje, a IA generativa é amplamente conhecida por usar grandes modelos de linguagem para criar respostas semelhantes às humanas às solicitações do usuário. 

No Laboratório Lincoln, equipes estão aplicando IA generativa a vários domínios além de grandes modelos de linguagem. Elas estão usando a tecnologia, por exemplo, para avaliar assinaturas de radar, complementar dados meteorológicos onde a cobertura é insuficiente, identificar anomalias no tráfego de rede e explorar interações químicas para projetar novos medicamentos e materiais.

Para possibilitar cálculos tão intensos, o TX-GAIN conta com mais de 600 aceleradores de unidades de processamento gráfico NVIDIA especialmente projetados para operações de IA, além do hardware de computação de alto desempenho tradicional. Com um desempenho máximo de dois exaflops de IA (dois quintilhões de operações de ponto flutuante por segundo), o TX-GAIN é o principal sistema de IA em uma universidade e na região Nordeste. Desde que o TX-GAIN entrou em operação neste verão, os pesquisadores têm se dedicado a ele. 

"O TX-GAIN está nos permitindo modelar não apenas um número significativamente maior de interações proteicas do que nunca, mas também proteínas muito maiores, com mais átomos. Essa nova capacidade computacional é um divisor de águas para os esforços de caracterização de proteínas em defesa biológica", afirma Rafael Jaimes, pesquisador do  Grupo de Sistemas de Contra-Armas de Destruição em Massa do Laboratório Lincoln . 

O foco do LLSC em  supercomputação interativa o torna especialmente útil para pesquisadores. Há anos, o LLSC é pioneiro em softwares que permitem aos usuários acessar seus poderosos sistemas sem a necessidade de ser especialista em configuração de algoritmos para processamento paralelo.  

Além de apoiar programas exclusivamente no Laboratório Lincoln, o TX-GAIN está aprimorando as colaborações de pesquisa com o campus do MIT. Essas colaborações incluem o  Observatório Haystack ,  o Centro de Engenharia Quântica ,  a Beaver Works e  o Acelerador de IA do Departamento da Força Aérea do MIT. Esta última iniciativa está prototipando, escalonando e aplicando rapidamente tecnologias de IA para a Força Aérea e a Força Espacial dos EUA,  otimizando a programação de voos para operações globais como um exemplo em campo.

Os sistemas do LLSC estão alojados em um data center e instalações com eficiência energética em Holyoke, Massachusetts. A equipe de pesquisa do LLSC também está lidando com as imensas  necessidades energéticas da IA ??e liderando pesquisas sobre diversos  métodos de redução de energia . Uma ferramenta de software desenvolvida por eles pode reduzir o consumo de energia do treinamento de um modelo de IA em  até 80% .

"O LLSC fornece os recursos necessários para realizar pesquisas de ponta, de maneira econômica e com eficiência energética", diz Kepner.

Todos os supercomputadores do LLSC usam a nomenclatura "TX" em homenagem ao Computador Experimental Transistorizado Zero (TX-0) do Laboratório Lincoln, de 1956. O TX-0 foi uma das primeiras máquinas baseadas em transistores do mundo, e seu sucessor de 1958, o  TX-2 , é famoso por seu papel pioneiro na interação humano-computador e na IA. Com o TX-GAIN, o LLSC dá continuidade a esse legado.O engenheiro de sistemas Antonio Rosa inspeciona equipamentos no LLSC. Créditos: Foto: Glen Cooper