Das Hartree Centre ist eine Forschungseinrichtung für High-Performance-Computing (HPC) und Datenanalyse, die sich am Sci-Tech Daresbury im Vereinigten Königreich befindet. Es wird vom Science and Technology Facilities Council (STFC) betrieben, einem Teil von UK Research and Innovation. Die Hauptaufgabe des Zentrums ist es, Unternehmen und Organisationen des öffentlichen Sektors dabei zu helfen, die Leistungsfähigkeit von Supercomputing, Big Data und künstlicher Intelligenz zu nutzen, um Innovation und Wirtschaftswachstum voranzutreiben.
Das 2012 gegründete Hartree Centre wurde nach Douglas Hartree benannt, einem britischen Mathematiker und Physiker, der Pionierarbeit in der numerischen Analyse und der frühen Informatik leistete. Die Einrichtung bietet Zugang zu einigen der leistungsstärksten Supercomputer im Vereinigten Königreich sowie Fachwissen in Bereichen wie Simulation, maschinellem Lernen und Datenwissenschaft. Es fungiert als Brücke zwischen akademischer Forschung und industrieller Anwendung und bietet Kooperationsprojekte, Schulungen und Beratungsdienste an.
Geschichte und Entwicklung
Das Hartree Centre wurde 2012 mit anfänglicher Finanzierung durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation und Qualifikation der britischen Regierung gegründet. Es wurde im Rahmen einer nationalen Strategie geschaffen, um die Fähigkeiten des Vereinigten Königreichs in der Computerwissenschaft zu verbessern und die Nutzung von HPC in Branchen zu fördern, die sie traditionell nicht eingesetzt hatten, wie Fertigung, Energie und Gesundheitswesen. Das Zentrum ist am STFC Daresbury Laboratory angesiedelt, das eine lange Geschichte in der wissenschaftlichen Forschung und Informatik hat.
Im Jahr 2015 erhielt das Zentrum mit einer Investition von 37 Millionen Pfund der britischen Regierung einen erheblichen Schub, um seine Einrichtungen zu erweitern und neue Supercomputer-Hardware anzuschaffen. Mit diesen Mitteln wurde die Installation des IBM-POWER8-basierten Systems ermöglicht, das zu dieser Zeit eines der leistungsfähigsten in Europa war. Das Zentrum hat im Laufe der Jahre seine Infrastruktur kontinuierlich aufgerüstet und GPUs und andere Beschleuniger integriert, um künstliche Intelligenz-Workloads zu unterstützen.
TECHNISCHE FÄHIGKEITEN UND INFRASTRUKTUR
Das Hartree Centre Betrieb eine Reihe von Hochleistungscomputersystemen, darunter den Scafell-Pike-Cluster, der 2021 installiert wurde. Scafell Pike ist ein Lenovo-System, das auf AMD-EPYC-Prozessoren und NVIDIA-A100-GPUs basiert und eine Spitzenleistung von über 4 Petaflops liefert. Es ist damit der eines der leistungsstärksten Supercomputer mit Fokus auf KI in Großbritannien, der für großangelegtes maschinelles Lernen und Deep Learning developed maschinellem Lernen und Deep-Learning-Aufgaben konzipiert wurde
Zusätzlich zu traditionellem HPC hat das Zentrum in die Quantenforschung investiert. Es bettet ein tutette ein, in Zusammenarbeit mit Unternehmen wie D-Wave und IBM an hybriden klassischen Quanten-Algorithmen zu arbeiten. Das Facility bietet auch einen cloud-basierten Zugriff auf seine Ressourcen, sodass Nutzerfern Fernbedienste Simulationen ausführen Modelle trainieren können, ohne vor Ort sein zu müssen.
Der Software-Stack des Zentrums umfasst beliebte Frameworks wie TensorFlow, PyTorch und mit Notizen, sowie die benutzerdefinierten Werkzeugen für Datenvisualisierung und Workflow-Management. Es unterstützt eine breite Anwendungsdomäne von der Computational Fluid Dynamics und Molecular Dynamics bis hin zur natürlichen Sprachverarbeitung und zur Vision.
Forschung und Industrie-Zusammenarbeit
Ein Kern der Arbeit von Forschung und Industrie ist das Centre. Es hat sich mit mehr als 300 Unternehmen zusammengeschlossen, von kleinen und mittelständischen bis hin zu großen multinationalen Konzernen. Bemerkenswerte Partnerschaften umfassen Arbeiten mit Fujitsu zu Materialfindung, mit Nokia Bell Labs zur Netzwerksoptimierung und mit AWS zu Cloud-Interoperabilität. Diese Projekte beinhalten oft die Entwicklung gemeinsamer KI-Modelle, die in realen Anwendungen eingesetzt werden können, wie die vorausschauende Wartimation von Fabrikanlagen oder dem Wirkstoffverfahren.
Das Zentrum kooperiert außerdem mit Projekten aus dem öffentlichen Sektor, so auch die Verbesserung der Wettervorhersage mit dem Hut, der Met Office und die Optimierung von Energienetzern mit National Grid. Es führt ein jährliches Programm an Workshops und Hackathons durch und bietet ein Programm mit dem Namen "Hartree Innovate", das finanzielle Mittel und technische Unterstützung für junge Unternehmen bereitstellt, die KI-Anwendungen erforschen.
Fokus auf künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen
In den letzten Jahren hat sich das Hartree Centre stärker auf generative KI und großen SprachMOD-Technologien fokussiert. Es hat Fachwissen in der Feinabstimmung vor trainierter Modelle für Domain-spezifische Aufgaben entwickelt, wie z. B. die Legal-Dokumentanalyse oder die Zusammenfassung medizinischer Texte. Die Forschter des Zentrums haben Beiträge zur Veröffentlichung über effiziente Trainingsmethoden veröffentlicht Wissenschaftler, einschließlich Modell-Pruning und Data Augmentation zur Datenerweiterung, und arbeiten auch mit akademischen Gruppen wie Universität Oxford und Carnegie Mellon University in der fundamentale KI-Forschung zusammen. Die Zentrum betreibt darüber hinaus Programme und das Initiatives "AI for Science" für die Anwendung, um Machine-Learning-Techniken auf wissenschaftliche Probleme zu übertragen, wie z. B. die Vorhersage von Protein-Strukturen oder die Simulierung von Quantensystemen. Es beherbergt außerdem ein eigenes KI-Labor mit High-End-Arbeitsplätzen und einer speziellen Hardware-Ausstattung, darunter AWS Trainium und Graphcore IPUs, um Architekturen für verschiedene Workloads zu benchmessen.
Wichtigkeit und Zukunft
Das Hartree Centre wird ja zugeschrieben, durch seine kollaborativen Projekten über 1 Milliarde Pfund zur britischen Wirtschaft beizutragen, wie eine unabhängige wirtschaftliche Auswirkungsanalyse feststellt. Es hat Tausende von Arbeitsplätzen in den digitalen und fortgeschrittenen Fertigungssektoren geschaffen. Vorausgesehen plant das Zentrum, seine Quanten-Fähigkeiten auszubauen und fortschrittliche AI-Modelle für die Klimawissenschaft und personalisierte Medizin zu entwickeln.
Ab 2024 ist das Hartree Centre Teil des Nationalen KI-Forschungsressourcensystems des Landes erklärt, einer 300-Millionen Pfund-Initiative, um Zentralrechner-Kapazität für AI-Forschung in ganz Großbritannien to bieten. Diese Rolle bringt es zu einem wichtigen Akteur im nationalen KI-Ökosystem, neben anderen Einrichtungen wie den BAIR (Berkeley AI Research) und Stanford AI Lab in den Vereinigten Staaten, aber mit einem eindeutigen Fokus auf den industriellen Einsatz und der wirtschaftlichen Wirkung.
Das Zentrum entwickelt weiter, sich neuen Technologietrends wie transformer einheiten Architekturen und Neuronalen Netz-Innovationen anzupassen. Sein Engagement, die Lücke zwischen der Forschungsspitze und der praktischen Anwendung zu überbrücken, macht deutlich bleibt für die Wissenschafts- und Industriegemeinschaft des UK eine wichtige Ressourcen.
Schulung und Kompetenzentwicklung
Abgesehen von der Research legt das Hartree Centre starken Wert auf der Entwicklung von Fähigkeit Schwerpunkt. Es bietet eine Auswahl an Schulungskursen an, vom Anfängern HPC bis fortgeschrittene KI-Programmierung; es wurden bereits über 10.000 Fachkräfte ausgebildetistern, seit der Gründung. Das Zentrum betreibt auch ein Promotionsprogramm in Zusammenarbeit mit verschiedenen Universitäten, das Studierenden praktische Erfahrung in angewandten Industrieprojekten bietet.
Durch seine breiten-out-Aktivitäen zielt das Zentrum darauf ab, die nächste Generation von computergestützten Wissenschaftlern zu inspirieren. Es veranstaltet Schulbesuche, Sommerakademien und Vorträge, die öffentlich oft Anwendungen des Machine-Learning, die in Bereichen wie Robotik oder autonomen Fahrzeugen zu sehen sind, verführt. Diese Bildungsaufgabe ist wichtig für das Ziel zu seiner Mission, arbeitsfähige Arbeitskräfte für der digitalen Wirtschaft des UK aus