Bagaimana cetak biru IBM untuk transformasi industri memanfaatkan AI, 5G, dan kolaborasi

Raksasa energi, pemuja komputer raksasa, antusias dengan hasil awal menjalankan tugas simulasi intensif data yang sangat besar seperti eksplorasi minyak dan gas.

Cerebras Systems, startup yang berbasis di San Jose, California yang membuat komputer yang didedikasikan untuk memproses algoritma pembelajaran mendalam dan tugas komputasi ilmiah skala besar lainnya, Rabu pagi mengumumkan telah menjual komputer "CS-2" pertamanya ke TotalEnergies, perusahaan eksplorasi dan produksi energi berusia 98 tahun yang berbasis di Paris.

Ini adalah kemenangan pertama bagi startup AI muda di sektor energi. 

"Sektor energi secara historis telah menjadi konsumen komputasi raksasa, dan mereka umumnya diam tentang hal itu," kata salah satu pendiri dan CEO Cerebras Andrew Feldman dalam sebuah wawancara dengan ZDNet. "Pasar energi adalah empat kali ukuran pasar yang dimainkan oleh Google dan yang lainnya - sangat besar, " katanya, mengacu pada pasar iklan dan belanja online.

"Insinyur kami cukup bersemangat," kata Dr. Vincent Saubestre, yang merupakan CEO TotalEnergies Research and Technologies, "karena mesin Cerebras dirancang untuk pembelajaran mesin, dan menginformasikan model untuk merancang molekul baru, untuk merancang bahan baru, untuk mensimulasikan hal-hal yang akan memakan waktu lebih lama" menggunakan komputer lain. Berbasis di Houston, Texas, fasilitas penelitian adalah tempat sistem CS-2 telah diuji. Saubestre berbicara dalam wawancara yang sama dengan ZDNet sebagai Feldman.

Dia menambahkan, "Kami berada di bidang yang sangat berbeda: kami membawa para ahli materi pelajaran, mereka membawa perangkat keras yang belum teruji di industri ini." 

Kantor penelitian TotalEnergies ditugaskan untuk mengevaluasi mesin baru untuk menambah dan akhirnya mengambil alih sistem TotalEnergies yang ada. 

"Kami adalah pilot uji mesin baru di Houston, sekolah Top Gun," seperti yang digambarkan Saubestre di kantor itu.

TotalEnergies adalah pemuja komputer yang sangat besar, dan penggunaan Cerebras CS-2 datang di tengah banyak pengujian, dan pembangunan, sistem superkomputer. Pangea III TotalEnergies adalah superkomputer terbesar ke-29 di dunia, berdasarkan mesin IBM. Ini adalah superkomputer milik pribadi terbesar, kata Saubestre. 

Cerebras, pada Agustus 2019, meluncurkan chip terbesar di dunia, "Mesin skala wafer," atau WSE, yang didedikasikan untuk pemrosesan algoritmik yang berat pada hal-hal seperti perkalian matriks.

Perusahaan mendapatkan bisnis awal dari laboratorium pemerintah pada tahun 2019, termasuk Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS dan Laboratorium Nasional Lawrence Livermore. 

Proyek pertama yang diuji pada CS-2 adalah tugas "pemodelan seismik" yang digunakan untuk mendeteksi di mana seseorang harus mengebor minyak dan gas. Pekerjaan itu dirinci pada hari Rabu dalam presentasi oleh para peneliti TotalEnergies di Konferensi HPC Energi 2022 di Rice University di Houston.

Pekerjaan ini melibatkan gambar seismik besar, di mana gelombang akustik dipantulkan dari permukaan permukaan bawah air untuk mengukur lanskap, "apa itu minyak, apa yang bukan minyak, apa itu gas, apa yang bukan gas." Simulasi besar kemudian menggantikan media berpori di mana minyak dan gas disimpan. 

"Ini pada dasarnya membalikkan matriks besar dan mensimulasikan fenomena fisik," kata Saubestre. Detail tambahan terkait dalam posting blog oleh Cerebras.

Feldman mengatakan bahwa berjalan melawan GPU Nvidia A100 tunggal, chip Cerebras, yang memiliki 56 kali luas silikon GPU, dan 12.733 kali bandwidth memori, mampu mengalahkan kinerja bagian Nvidia sebesar 100 kali lipat.

"Kami menunjukkan percepatan 100x karena bandwidth memori, dan bahwa beban kerja ini adalah kombinasi dari AI, dan tugas HPC lainnya, sangat intensif secara komputasi dan membutuhkan banyak akses ke dan dari memori."

"Itu bukan lelucon di dunia komputasi; Anda tidak mendapatkan jauh lebih baik 100x di dunia kita."

Meskipun perbandingan bagian Cerebras seukuran wafer dengan GPU Nvidia tunggal tidak cukup apel ke apel, Feldman mengatakan perbandingan itu masih merupakan demonstrasi yang berarti dari percepatan karena ada manfaat untuk sistem inti terintegrasi dan bandwidth terintegrasi yang melebihi apa yang dapat dilakukan oleh banyak bagian diskrit ketika dibundel bersama.

"Ketika kami 100 kali lebih cepat dari satu GPU, itu tidak berarti Anda dapat melakukan apa yang dapat kami lakukan dengan 100 GPU; mungkin mendekati 1.000," kata Feldman. "Karena mereka tidak menskalakan secara linier, dan dibutuhkan lebih dari dua kali daya" untuk menggandakan jumlah GPU diskrit.

Feldman menunjuk pada sebuah studi tahun lalu oleh Tim Rogers dan Mahmoud Khairy dari Universitas Purdue yang diterbitkan oleh Asosiasi Mesin Komputasi. Studi itu menawarkan penyelaman mendalam ke dalam detail arsitektur chip yang berbeda untuk AI. 

"Saya akan sedikit berhati-hati dalam mengiklankan 100 kali, tetapi itu memiliki potensi itu, pasti," kata Saubestre. 

Saubestre menekankan manfaat mesin Cerebras karena kelompok mengambil tugas yang lebih besar dan lebih besar. 

Perusahaan sedang meneliti metode penangkapan karbon untuk mencoba mengurangi gas rumah kaca untuk mendukung COP26, Konferensi Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa 2021.

"Perbedaannya adalah Anda tidak melihat kurungan di area sepuluh mil demi sepuluh mil, Anda melihat kurungan seukuran cekungan di mana Anda akan menyimpan CO2, dan Anda melihat simulasi waktu yang tidak bertahan sepuluh, dua puluh, tiga puluh tahun tetapi menyimpan CO2 selama ratusan tahun."

"Ketika kita mulai melihat model tipe skala cekungan besar ini, itu juga merupakan keuntungan bagi mesin Cerebras."

TotalEnergies juga meneliti bahan, seperti untuk baterai berkinerja tinggi yang digunakan di luar angkasa, dan desain untuk bahan yang secara langsung akan menangkap CO2 dari udara dan menjebaknya. 

"Ini semua adalah proyek menarik yang akan kami uji di tahun mendatang dengan tim Andrew."

Karya ini patut dicatat tidak hanya untuk skala masalah tetapi juga untuk penggunaan apa yang disebut Cerebras sebagai Bahasa Perangkat Lunak Cerebras-nya; SDK yang diperkenalkan tahun lalu yang memungkinkan kontrol mesin yang lebih rendah. CSL memungkinkan pengguna untuk "membuat kernel khusus untuk aplikasi mandiri mereka atau memodifikasi pustaka kernel yang disediakan untuk kasus penggunaan unik mereka," seperti yang dijelaskan Cerebras. Para peneliti TotalEnergies bekerja dengan Cerebras untuk menyempurnakan kode CSL untuk mengoptimalkan beban kerja pada CS-2.

Adapun pembelian di masa depan di luar satu unit CS-2, Saubestre menggambarkan TotalEnergies dan Cerebras sebagai tunangan yang sedang dalam pacaran.

"Ada banyak kemitraan di mana Anda berbagi mobil untuk pergi ke klub malam, dan kemudian ada kolaborasi jangka panjang," kata Saubestre. "Kami adalah tunangan untuk saat ini, tetapi kami mencoba membuat pasangan ini berhasil." 

"Ada banyak hal yang dapat dioptimalkan, dan ada banyak potensi, dan itulah alasan untuk menjalin kemitraan ini dengan seseorang yang sama bersemangatnya dengan kami untuk mewujudkannya," kata Saubestre. "Kami berharap untuk mempertahankan keunggulan kompetitif yang telah kami miliki selama bertahun-tahun dan menemukan mesin masa depan untuk menjalankan simulasi kami."

Tambah Saubestre, beberapa vendor dengan siapa TotalEnergies bekerja fokus pada penjualan layanan cloud, tetapi layanan semacam itu belum tentu ideal untuk jenis pekerjaan yang perlu diselesaikan oleh raksasa energi. 

"Mereka menjual cloud seolah-olah itu adalah akhir dari semuanya, dan saat ini, itu tidak semenarik kelihatannya," katanya.