戴爾攜手輝達 加速諾貝爾獎等級科學研究超級電腦誕生
Newtalk新聞
這正是在美國加州柏克萊勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）發表的突破性超級電腦「Doudna」背後的理念。該系統象徵著美國在高效能運算（HPC）領導地位的重大國家級投資，可確保美國研究人員能掌握頂尖工具，以應對全球關鍵挑戰。
美國能源部長 Chris Wright 表示：「Doudna 將推動從化學、物理學到生物學的科學發現，而這一切的背後動力，正是人工智慧（AI）所釋放的能量。」
Doudna 亦稱為 NERSC-10，是以諾貝爾獎得主與 CRISPR 基因編輯技術先驅 Jennifer Doudna 命名。此次發表的新世代系統，不僅是為追求運算速度而設計，更著眼於其影響力。
Doudna 採用戴爾科技集團的基礎設施，並搭載 NVIDIA 的 Vera Rubin 架構，預計於 2026 年啟用，專為美國能源部最迫切的科學任務即時探索需求量身打造。這台新世代系統將使美國研究人員走在關鍵科學突破的尖端，促進創新並鞏固美國在關鍵技術領域的競爭優勢。
NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳表示：「我對於美國持續投資這一領域感到無比自豪。這是美國科學發現的基礎，也是我們保持經濟和科技領先地位的基石。」
Jennifer Doudna 指出：「能夠來到這裡，我感到無比榮幸。我認為我們正處於生物學領域一個非常有趣的時刻，擁有不同技能的人們齊聚一堂，共同應對全球性的問題。」Doudna 也補充表示，一台超級電腦將以她的名字命名，這讓她感到「既驚喜又欣喜」。
為加速突破而生的設計
有別於與各自為政的傳統系統，Doudna 將模擬運算、資料處理與 AI 技術無縫整合為單一協作平台。
美國國家能源研究科學運算中心（NERSC）總監 Sudip Dosanjh表示：「Doudna 超級電腦是為加速一系列科學工作流程而打造。Doudna 將透過能源科學網路（ESnet）連接至美國能源部的實驗與觀測設施，使科學家能夠將來自全國各地的數據無縫傳輸到該系統中，並進行近乎即時的分析。」
Doudna 能為逾 11,000 名研究人員提供近乎即時的回應能力與整合的工作流程，幫助科學家探索更宏大的問題，並比以往更快的速度找到解答。
美國國家能源研究科學運算中心（NERSC）先進技術部門負責人暨Doudna 首席架構師 Nick Wright 表示：「我們不只是正在打造一台更快的電腦，而是建立一個系統，幫助研究人員更廣泛地思考，並更快地發現問題。」
Wright 預期 Doudna 將在以下領域推動進展：
核融合：在模擬技術方面取得突破，實現潔淨的核融合能。
材料科學：設計新型超導材料的 AI 模型。
加速藥物探索：極高速工作流程可協助生物學家快速摺疊蛋白質，在疫情發生前超前部署。
天文學：即時處理來自美國基特峰國家天文台（Kitt Peak National Observatory）暗能量光譜儀的資料，協助科學家以前所未有的速度繪製宇宙地圖。
Doudna 創造的科學成果預計將比前代系統 Perlmutter 高出 10 倍以上，而使用的能量僅為 Perlmutter 的2 至 3 倍。
這代表每瓦的效能提升達 3 至 5 倍。這樣的成果來自晶片設計、動態負載平衡與系統級效率的創新。
AI 驅動的大規模發現
Doudna 將推動全美具備重大影響力的科學領域實現 AI 驅動的突破。
重點應用包含：
AI 用於蛋白質設計：2024 年諾貝爾獎得主 David Baker 利用美國國家能源研究科學運算中心系統來支援其使用 AI 技術預測新型蛋白質結構的工作，解決跨科學領域的難題。
AI 用於基礎物理學：Benjamin Nachman 等研究人員正在運用 AI 技術「展開」粒子物理資料中探測器失真的情況，並且分析電子質子對撞機實驗所得的質子資料。
AI 用於材料科學：包括勞倫斯伯克利國家實驗室與 Meta 在內的合作夥伴開發了「Open Molecules 2025」，一個運用 AI 精準模擬複雜分子化學反應的大型資料集。相關研究人員的 AI 模型同樣仰賴美國國家能源研究科學運算中心。
即時科學 實質影響
Doudna 不光是一個獨立系統，更是科學工作流程不可或缺的組成。美國能源部的 ESnet 將透過低延遲、高處理量的NVIDIA Quantum-X800 InfiniBand 網路，將來自望遠鏡、探測器與基因定序儀的資料即時傳輸至 Doudna。
這些關鍵資料流由智慧型服務品質機制優先處理，以確保資料從輸入到深入分析的過程快速且不中斷。
這將使得系統反應速度變得極快。以美國 DIII-D 國家核融合點火實驗設施為例，控制室的即時事件資料將直接傳輸到 Doudna，用於離子建模的快速回應，讓科學家得以即時做出調整。
Wright 表示：「我們曾經把超級電腦視為角落裡被動的參與者。現在，它已成為整個工作流程的一部分，與實驗、望遠鏡和探測器相連。」
下一代平台：開啟量子與高效能運算工作流程
Doudna 支援傳統高效能運算（HPC）、尖端 AI、即時串流以及量子運算等工作流程。
這包括支援可擴展的量子演算法開發，以及透過 NVIDIA CUDA-Q 等平台共同設計未來整合式量子與高效能運算系統。
所有這些流程都將在下一代 NVIDIA Vera Rubin 平台上運行，該平台結合高效能 CPU 與具備記憶體一致性的 GPU，讓所有處理器能直接存取及共享資料，以支援要求最嚴苛的科學工作負載。
為了進一步擴展，該系統預計使用 NVIDIA Quantum-X800 InfiniBand，將網路運算效能提高 9 倍，讓最具挑戰性的工作負載得以存取更多的運算與記憶體，突破 NVLink 網域的限制。
研究人員已經使用 PyTorch、NVIDIA Holoscan 軟體開發套件、TensorFlow、NVIDIA cuDNN 以及 NVIDIA CUDA-Q 等框架來移植完整的管道，這些框架皆針對 Rubin GPU 與 NVIDIA NVLink 架構進行最佳化。
目前已有超過 20 個研究團隊透過美國國家能源研究科學運算中心的科學加速計畫，將完整工作流程移植到 Doudna，處理涵蓋氣候模型到粒子物理的各項問題。這不僅關乎原始運算，更與從構想到洞察的整合發現相關。
為迫切性而生
AI 輔助科學研究成果去年榮獲兩項諾貝爾獎。從氣候變遷到因應疫情發展，未來的重大突破無法等待基礎設施的更新。
Doudna 預計於 2026 年正式投入使用，將引領加速科學進展的全新時代。全美各地的能源部轄下設施，從費米實驗室（Fermilab）到聯合基因組研究所（Joint Genome Institute），都將依賴 Doudna 的能力，將當前的科學問題轉化為未來的突破。
Wright 表示：「這並非只是用於某一個領域的系統。它是為發現而生，跨越化學、物理，甚至那些我們還沒想像到的領域。」
正如黃仁勳所形容，Doudna 是「科學領域的時光機」，將多年來的研究發現壓縮至數日內完成，並為解決全球最艱難的難題注入期待已久的力量。