Вчені Берклі змоделювали крихітний чіп, що об'єднує понад 7000 графічних процесорів NVIDIA
Київ • УНН
Фахівці лабораторії Берклі провели моделювання чіпів нового покоління, використовуючи понад 7000 графічних процесорів NVIDIA. Це дозволило детально вивчити структуру та функції багатошарового чіпа розміром 10 квадратних міліметрів.
Фахівці лабораторії Берклі провели виняткове моделювання, використавши понад 7000 графічних процесорів NVIDIA з метою розробки технології чіпів наступного покоління. Передає УНН із посиланням на Lawrence Berkeley National Laboratory та Рhys.
Деталі
Фахівці Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі (Berkeley Lab) та Каліфорнійського університету в Берклі провели дослід із моделювання квантових чіпів наступного покоління. Для наближення до нової технології та з метою створення кращого квантового обладнання використовуються розроблені фахівцями лабораторії електромагнітні моделі. Їх вдосконалюють дослідники квантового системного прискорювача (QSA) Чжі Джекі Яо та Енді Нонака з Відділу прикладної математики та обчислювальних досліджень (AMCR).
Обчислювальна модель передбачає, як конструктивні рішення впливають на поширення електромагнітних хвиль у чіпі. .. Щоб забезпечити належне зв'язування сигналів та уникнути небажаних перехресних перешкод
Дослідники використали інструмент екзафлопсного моделювання ARTEMIS для моделювання та оптимізації чіпа, розробленого у співпраці Лабораторії квантової наноелектроніки Ірфана Сіддікі в Каліфорнійському університеті в Берклі та Передового квантового випробувального стенду (AQT) Лабораторії Берклі. Ця робота буде представлена в технічній демонстрації Яо на Міжнародній конференції з високопродуктивних обчислень, мереж, зберігання та аналізу (SC25).
Проектування квантових чіпів включає традиційну мікрохвильову техніку на додаток до передової фізики низьких температур. Це робить класичний інструмент електромагнітного моделювання, такий як ARTEMIS важливим для втілення проєкту.
Довідка
ARTEMIS, який був розроблений в рамках ініціативи Міністерства енергетики США "Проект екзафлопсних обчислень".
Тисячі графічних процесорів NVIDIA для квантування мільярдів комірок
Моделювання дрібних деталей цього крихітного, надзвичайно складного чіпа вимагало майже всієї потужності. Дослідники використовували майже всі 7168 графічних процесорів NVIDIA протягом 24 годин, щоб зафіксувати структуру та функції багатошарового чіпа розміром лише 10 квадратних міліметрів та товщиною 0,3 міліметра, з гравіюванням шириною лише один мікрон.
Я не знаю нікого, хто коли-небудь займався фізичним моделюванням мікроелектронних схем у повному масштабі системи Perlmutter. Ми використовували майже 7000 графічних процесорів
Ми дискретизували чіп на 11 мільярдів комірок сітки. Ми змогли виконати понад мільйон часових кроків за сім годин, що дозволило нам оцінити три конфігурації схеми протягом одного дня на Perlmutter. Ці симуляції були б неможливі за цей період часу без повної системи
За словами колеги фахівця по відділу, Джекі Яо, вченими було проведено повнохвильове фізичне моделювання. "Тобто нам важливо, який матеріал ви використовуєте на чіпі, його компонування, як ви з'єднуєте метал — ніобій або інші металеві дроти — як ви будуєте резонатори, який розмір, яка форма, який матеріал ви використовуєте".
Нам важливі ці фізичні деталі, і ми включаємо їх у нашу модель
Окрім детального огляду чіпа, симуляція імітувала досвід лабораторних експериментів — як кубіти взаємодіють один з одним та з іншими частинами квантової схеми.
Поєднання цих якостей — зосередження на фізичній конструкції чіпа та можливість моделювання в режимі реального часу — є частиною того, що зробило симуляцію унікальною.
Це поєднання є інструментальним, оскільки ми використовуємо диференціальне рівняння з частинними похідними, рівняння Максвелла, і ми робимо це в часовій області, щоб ми могли враховувати нелінійну поведінку. Все це разом дає нам унікальні можливості
За словами Кеті Климко, інженер з квантових обчислень NERSC, яка працювала над проектом, втілена ініціатива є одним з найамбітніших квантових проектів на сьогоднішній день, що використовують обчислювальні можливості ARTEMIS та NERSC для фіксації деталей квантового обладнання на понад чотири порядки величини.
Нагадаємо
Співзасновник і генеральний директор Valve Гейб Ньюелл розробляє чіп, який дасть змогу мозку людини більш тісно взаємодіяти з персональним комп’ютером. При цьому уточнюється, що наразі не йдеться про створення повноцінного імплантанта.