大規模 X 射線自由電子激光設施能夠以前所未有的精度追蹤新型材料中的結構和電子動力學，包括聚變材料、半導體、電池和催化材料。這些設備產生的超短 X 射線脈衝可以記錄原子和電子的運動，每秒可產生高達 100 萬次 X 射線 bursts，搭配 3500 萬像素相機。
獲取的多維資料集包含豐富的物理資訊，可用於識別材料中的缺陷。傳統上，處理和分析這些資料集以提取物理資訊需要超過 9 個月的計算時間。全球主要 XFEL 研究設施包括瑞士 SwissFEL、日本 SACLA、美國 SLAC 的 LCLS-II、德國 European XFEL 和韓國 PAL。
NVIDIA 團隊在加速 X 射線納米成像分析工作流中取得了重大突破。團隊將 42TB 資料的處理和分析時間從 9 個月壓縮至不到 4 小時——僅需 32 個 NVIDIA GB200 Grace Blackwell 超級芯片，同時保持了相同的資料精度。
從原始的 NumPy 和 SciPy 代碼出發，NVIDIA 團隊將 XANI 工作流在單個 GB200 Grace Blackwell 超級芯片上加速了 43 倍，在 64 塊 GPU 上實現了 1000 倍的加速。為實現這一改進，團隊開發了新的 cuPyNumeric 庫，包括 LMFIT 和多線程 HDF5 支援，並且通過 GPUDirect Storage 和多線程 HDF5 實現了 I/O 吞吐 165 倍的加速。
XANI 專案已被從量子物理到材料化學等多個不同領域的研究社區採用，充分展示了 CUDA Python 和分布式計算加速科學發現的能力。這一突破使研究人員能夠在實驗進行期間實時處理資料，大幅縮短從資料採集到科學發現的時間週期。
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