从材料模拟到实验天文学，NVIDIA新AI软件解锁科学发现

在汉堡举行的国际超算大会（ISC）上，NVIDIA推出了新的软件工具，旨在加速人工智能在科学领域的应用，涵盖从化学和材料发现到暗物质搜索等多个领域。这些工具包括NVIDIA DAQIRI库、新的NVIDIA ALCHEMI NIM微服务以及即将推出的NVIDIA cuPhoton参考代码，它们将原本需要数小时或数天在CPU上完成的工作转变为实时GPU加速流水线。

cuPhoton专为处理望远镜、X射线和激光实验产生的多维数据而设计。在早期访问中，cuPhoton对鲁宾天文台时空遗产巡天（LSST）收集的FITS图像的加载和读取加速了14,900倍，信号处理和分析加速了8,400倍。这些性能提升意味着科学家可以更快地从LSST相机（有史以来最大的数码相机）捕获的图像中提取洞察，这些图像涵盖了数十亿个遥远星系以及较近的暗淡天体。

DAQIRI（数据采集集成实时仪器）是一个高性能网络库，能够将快速探测器和传感器的数据流式传输到NVIDIA软件中。与受限于固定硬件且可能在数据产生过快时丢失数据的传统系统不同，DAQIRI能够实时处理数据流。例如，CERN、芝加哥大学和伦敦大学学院开发的A-GHOST项目使用DAQIRI对ATLAS实验记录的碰撞数据进行实时AI分析，捕获了通常会被丢弃的潜在有趣信号。

ALCHEMI是一组用于加速化学和材料发现的领域特定微服务和工具包。今年3月，NVIDIA发布了两个ALCHEMI NIM微服务：批量几何弛豫（BGR）和批量分子动力学（BMD）。这些AI加速工具让研究人员能够同时模拟数百万个分子和材料。ALCHEMI预计还将很快包含用于维也纳第一性原理模拟包（VASP）的微服务，通过在同一GPU上运行多个VASP计算，将几何优化的速度提升3倍。

Lila Sciences与NVIDIA合作，使用ALCHEMI进行了高保真磁学模拟。通过使用ALCHEMI NIM微服务进行BGR，Lila将高通量材料筛选速度提升了50倍，并使用早期访问的VASP微服务将磁性能计算速度提升了30%。此外，ALCHEMI的TensorNet专用内核使训练和推理速度提升了6倍，内存占用减少了3倍，使得之前需要数周的模拟现在只需几天即可完成。

这些工具属于NVIDIA CUDA-X集合，该集合提供了跨应用领域的更高性能。NVIDIA DAQIRI现已在GitHub上提供，cuPhoton预计于今年夏天发布，ALCHEMI NIM微服务可从NVIDIA NGC目录下载。VASP微服务预计于夏末发布。