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Army Research Lab define la estrategia HPC

Hola de nuevo. Soy Simón Sánchez y en el día de hoy vamos a hablar sobre Army Research Lab define la estrategia HPC

El Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. (ARL) se basa en supercomputación y análisis a gran escala para proporcionar la ventaja competitiva que necesita para mantener su posición como el principal laboratorio de la nación para las fuerzas terrestres. Como se ilustra en el reciente Plan de ejecución técnica para 2015-2019, ARL considera que la informática avanzada es fundamental para su misión de «descubrir, innovar y transferir ciencia y tecnología para asegurar una potencia terrestre estratégica dominante».

El primer plan integral del laboratorio para guiar su cartera en 2030 y más allá incluye siete objetivos principales: ciencia computacional; investigación de materiales; ciencias de maniobra; Ciencias de la Información; ciencias para la letalidad y la protección; Ciencias Humanas; y evaluación y análisis. Entre estas, hay 24 iniciativas de programas descritas en el plan de implementación que apuntan a lograr capacidades militares significativamente mejoradas tanto a corto plazo (FY15-FY19), a mediano plazo (FY20-FY25) como a largo plazo. (AF26-AF30).

El informe de ARL habla de desafíos específicos, incluida la frecuente abstención de los laboratorios financiados por el gobierno: la necesidad de hacer que los recursos escasos vayan más allá.

Las tendencias emergentes sugieren que es probable que el entorno operativo de las fuerzas armadas del futuro esté dominado por la disminución de los presupuestos internos y una estructura de fuerzas reducida; mayor velocidad e impulso de la interacción y los eventos humanos; potencial para superar la capacidad del proceso contradictorio; proliferación de armas de destrucción masiva; difusión de capacidades avanzadas del ciberespacio y el contraespacio entre nuestros adversarios; y mayor probabilidad de operaciones entre poblaciones, en ciudades y en terrenos complejos.

“En el contexto de este entorno operativo complejo y altamente no lineal, el Ejército, la principal fuerza terrestre de Estados Unidos, debe dar forma al entorno de seguridad; montar el teatro de operaciones; proyectar efectivamente el poder nacional; llevar a cabo de forma eficaz maniobras de armamento combinado en los dominios aéreo, terrestre, marítimo, espacial y ciberespacial; iniciar y mantener la seguridad en un área grande; realizar operaciones en el ciberespacio en el dominio terrestre; e integrar operaciones especiales en todo el conjunto de misiones del ejército. Estas competencias básicas, fortalezas militares y contribuciones esenciales a la fuerza conjunta del futuro profundo dependerán en gran medida de los desarrollos de la ciencia y la tecnología «.

La forma principal de abordar este conjunto diverso de desafíos es mediante el despliegue de la ciencia computacional y las aplicaciones de tecnologías informáticas avanzadas. La Campaña de Ciencias Computacionales de ARL define una triple misión para (1) aprovechar el potencial de las ciencias computacionales y las computadoras emergentes de alto rendimiento (HPC) para mantener la superioridad de los sistemas de materiales militares a través de la tecnología y el modelado predictivo. simulación; (2) facilitar el dominio de la información, las operaciones de derivación distribuidas y las humanidades a través de ciencias computacionalmente intensivas en datos; y (3) aumentar y adaptar significativamente las arquitecturas informáticas avanzadas y las tecnologías informáticas de última generación para permitir el dominio de la energía de la Tierra.

La informática táctica de alto rendimiento, el primer elemento de este plan, tiene un objetivo audaz: entregar 100 petaflops de potencia informática para mejorar la eficacia de la misión y mitigar el riesgo en entornos hostiles.

El ARL tiene como objetivo superar las limitaciones de potencia y rendimiento asociadas con la construcción de una supercomputadora de 100 petaflops utilizando un enfoque de computación distribuida. El sistema será una agregación de dispositivos distribuidos y plataformas HPC móviles que operan en la frontera táctica, las llamadas «nubes tácticas». Además de permitir el procesamiento en tiempo real en beneficio de los soldados montados, la potencia informática acumulada proporcionará a los analistas de inteligencia análisis de datos en tiempo real.

La investigación informática avanzada para respaldar este sistema informático distribuido en tiempo real se divide en cuatro categorías:

  • Uso eficiente de arquitecturas emergentes para facilitar este nivel de capacidad de procesamiento en dispositivos fijos y distribuidos.
  • Suministro de sistemas dentro de una arquitectura informática distribuida para limitar los saltos de red.
  • Traducción binaria dinámica para limitar las reescrituras de software y promover la optimización en un entorno de ejecución para obtener el máximo rendimiento.
  • Procesamiento consciente de la potencia y la arquitectura para una mayor inteligencia de los sistemas de aprovisionamiento para aumentar el conocimiento de la capacidad de procesamiento y la adecuación de la misión

«Las redes móviles críticas y ad hoc que formarán las conexiones tácticas cloudlet a las bases de datos a gran escala y las aplicaciones complejas que se ejecutarán desde estos recursos hacen que esta investigación sea de naturaleza exclusivamente militar y militar», afirma el plan ARL. «Se planean numerosas aplicaciones para este sistema en el futuro e incluyen ayudas de inteligencia artificial para la toma de decisiones, procesamiento de conjuntos de datos a gran escala (texto, video) y sistemas de navegación de vehículos autónomos (vehículos autónomos habilitados para HPC que proporcionar procesamiento bajo demanda) «.

La hoja de ruta para lograr estos objetivos enfatiza varios paradigmas informáticos emergentes, incluidas las redes cuánticas, las biocomputadoras, las arquitecturas de computación heterogénea, de recocido cuántico y neuro-sináptica. Por ejemplo, una meta a largo plazo (FY26-30) es: «Incorporación de nuevos paradigmas de computación y hardware (cuántica, neuro-sináptica y bio-computación) como parte de una solución de computación distribuida más grande para Soldati». En el corto plazo (AF15-19), ARL utilizará arquitecturas de emulación de recocido cuántico y neuro-sináptico y sistemas a pequeña escala para respaldar la investigación sobre algoritmos.

El segundo impulso del programa principal es el análisis de datos a gran escala. La ARL planea extraer sus vastos repositorios de datos, generados por redes de campo de batalla, sensores, experimentos, observaciones y simulaciones numéricas, para proporcionar información a los comandantes en una variedad de operaciones militares. Los principales objetivos del programa incluyen la supremacía de la información, una mejor conciencia de la situación y un entrenamiento acelerado de los soldados a través del análisis de datos Online y virtuales. Al igual que con el programa HPC, este esfuerzo se basa en la explotación de arquitecturas informáticas jerárquicas emergentes y de próxima generación. ARL ve un enorme potencial de avance científico inherente a los datos complejos a gran escala, pero estos beneficios dependen del desarrollo de métodos computacionales escalables y arquitecturas de procesamiento jerárquico masivamente paralelas.

Las áreas técnicas de este programa incluyen algoritmos escalables, reducción de pedidos de modelos escalables, métodos de cuantificación de incertidumbre, procesamiento de datos experimentales en tiempo real y métodos para simulaciones virtuales Online. Los enfoques basados ​​en la cognición y la computación cuántica se enumeran como objetivos a largo plazo.

Para respaldar sus esfuerzos de HPC y big data, ARL está reuniendo pequeños equipos interdisciplinarios compuestos por científicos informáticos, ingenieros informáticos, matemáticos y otros expertos para garantizar que las habilidades estén estrechamente alineadas con los objetivos técnicos.

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