CERN-ის დიდი ადრონული კოლაიდერის ხელოვნური ინტელექტის ინფრასტრუქტურა აქტიურად იყენებს AI-ს, თუმცა მისი გადაწყვეტილებები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტრადიციული TPU ან GPU-ზე დაფუძნებული სისტემებისგან. CERN-ის სპეციალისტები სპეციალურ AI-მოდელებს პირდაპირ ჩიპებში აინტეგრირებენ, რაც მონაცემთა კოლოსალური ნაკადების წამში ასეულობით ტერაბაიტის სიჩქარით დამუშავების საშუალებას იძლევა, იუწყება The Register CERN-ის CMS ექსპერიმენტის მეცნიერ-თანამშრომლის, თეა არესტადის პრეზენტაციაზე დაყრდნობით.
ბაკ-ის (დიდი ადრონული კოლაიდერი) 27-კილომეტრიან რგოლში სუბატომური ნაწილაკები თითქმის სინათლის სიჩქარემდე ჩქარდებიან. დაახლოებით 2,8 ათასი პროტონების კონა 25 ნანოწამიანი ინტერვალით მოძრაობს, მილიარდობით პროტონიდან კი დაახლოებით 60 წყვილი ეჯახება ერთმანეთს. თითოეული შეჯახება შობს ახალ ნაწილაკებს, რომლებსაც დეტექტორები აფიქსირებენ.
ერთი ასეთი მოვლენა რამდენიმე მეგაბაიტ მონაცემს წარმოქმნის, წამში კი მილიარდი ასეთი მოვლენა ხდება. ყოველწლიურად კოლაიდერი სენსორებიდან დაახლოებით 40 ათას ეგზაბაიტ „ნედლ“ მონაცემს აგენერირებს — ეს მთელი ინტერნეტ ტრაფიკის დაახლოებით მეოთხედია. ასეთი მოცულობის შენახვა შეუძლებელია, ამიტომ CERN-ში გათვალისწინებულია მონაცემთა ორდონიანი ფილტრაცია AI-ს ბაზაზე.
პირველ ეტაპზე დეტექტორები ახდენენ მონაცემთა ბუფერიზაციას მაქსიმუმ 4 მიკროწამის განმავლობაში ASIC-ჩიპების მეშვეობით. შენახვის შესახებ გადაწყვეტილებას იღებს Level One Trigger — დაახლოებით ათასი FPGA-სგან შემდგარი სისტემა, რომელიც მონაცემებს ოპტიკური ბოჭკოს მეშვეობით წამში 10 ტერაბაიტის სიჩქარით იღებს. AXOL1TL ალგორითმი ნაკადს 50 ნანოწამში აანალიზებს. შედეგად, მოვლენების მხოლოდ 0,02% ინახება — დაახლოებით 110 ათასი წამში, დანარჩენი კი იშლება.
შერჩეული მონაცემები გადადის მეორე ფილტრთან — High Level Trigger. ის იყენებს 25,6 ათას CPU-ს და 400 GPU-ს შეჯახებების რეკონსტრუქციისთვის. გამოსავალზე რჩება ათასი მოვლენა წამში, ანუ დაახლოებით პეტაბაიტი მონაცემი დღეში, რომლებიც ნაწილდება 42 ქვეყნის 170 სამეცნიერო ცენტრში.
ჩვეულებრივი AI-ინსტრუმენტები ვერ უმკლავდებიან ასეთი მოცულობის მონაცემებს. ამიტომ CERN-ის ინჟინრებმა შექმნეს საკუთარი სტეკი: მოდელებს კუმშავენ, ახდენენ მათ ოპტიმიზაციას, პარალელიზებას, აწყობენ მკაცრად კონკრეტული ამოცანისთვის და ნერგავენ პირდაპირ ჩიპებში. ინტეგრაციისთვის გამოიყენება კომპილატორი HLS4ML, რომელიც მოდელს გარდაქმნის C++ კოდად FPGA, SoC ან ASIC-ისთვის.
2026 წელს ბაკ-ს მოდერნიზაციისთვის გააჩერებენ. ინჟინრები გეგმავენ მოწყობილობის განახლებას, რათა ნაწილაკების შეჯახების რაოდენობა 10-ჯერ გაზარდონ და მეტი ექსპერიმენტი ჩაატარონ. განახლებული პროექტი მიიღებს სახელწოდებას High Luminosity LHC, მისი გაშვება კი 2031 წელს იგეგმება.
