Istraživači probili granicu superračunala s milijun jezgri

Stanfordski inženjerski centar za istraživanja turbulencije (CTR) je postavio novi rekord u računalnoj znanosti uspješnim korištenjem superračunala s više od milijun jezgri za računanje, kako bi riješili problem složene dinamike fluida, tj. predviđanje buke koju generira nadzvučni mlazni motor.

ibm

(Credit: Courtesy of Lawrence Livermore National Laboratories)

Joseph Nichols, istraživački suradnik u Centru, radio je na novo instaliranom Sequoia IBM Bleugene/Q sistemu u Lawrence Livermore nacionalnom laboratoriju (LLNL), osnovanom od strane Programa napredne simulacije i računanja (ASC) Nacionalne sigurnosne nuklearne administracije (NNSA). Sequoia je nekada bila na vrhu liste svjetskih najmoćnijih superračunala s 1 572 864 računalnih jezgri (procesora) i 1,6 petabajta memorije povezane s brzom petodimenzionalnom povezanošću.

Zbog impresivnog broja jezgri Sequoie, Nichols je prvi put mogao pokazati da su simulacije dinamike fluida milijun jezgri moguće, ali i doprinijeti istraživanju koji cilja prema dizajniranju tiših zrakoplovnih motora.

Fizika buke

Ispušni ventili zrakoplova visokih performansi pri polijetanju i slijetanju su među najjačim izvorima buke napravljenim od strane čovjeka. Za neletačko osoblje, čak i za one koji nose najjaču moguću zaštitu protiv buke, buka stvara akustički opasno okruženje. Za zajednice koje okružuju zračne luke takva je buka ne samo velika smetnja, već i smanjuje vlasničku vrijednost zemljišta.

Stoga je razumljivo da su inženjeri željni dizajnirati nove i bolje zrakoplovne motore koji su tiši od svojih prethodnika. Novi mlazni oblici, na primjer, mogu smanjiti buku na njenom izvoru, što bi rezultiralo tišim zrakoplovima.

Simulacije i napredni računalni modeli pomažu u takvim dizajnima. Ove kompleksne simulacije omogućuju znanstvenicima pogled unutra i mjerenje procesa u okolini ispušnih ventila koji su inače nedostupni eksperimentalnoj opremi. Podaci sakupljeni ovim simulacijama pomažu znanstvenicima pri otkrivanju fizike buke.

Više jezgri, više izazova

„Simulacije računalne dinamike fluida (CFD), kao ova koju je riješio Nichols, su iznimno složene. Tek su nedavno, s prednošću masivnih superračunala sa stotinama tisuća računalnih jezgri, inženjeri mogli modelirati mlazne motore i buku koju stvaraju s preciznošću i brzinom“, kaže Parviz Moin, profesor u Školi inženjerstva i direktor CTR-a.

Test CFD simulacije ovisi od superračunala. Valovi koji se šire kroz simulaciju zahtijevaju ravnotežu između izračuna, memorije i komunikacije. Superračunala poput Sequoie dijele složenu matematiku u manje dijelove kako bi se ti dijelovi mogli istovremeno izračunavati. Više jezgri znači brže i složenije kalkulacije.

Nichols je bio inspiriran slijediti karijeru u „superračunanju“ dok je još bio srednjoškolac, kada je prisustvovao dvotjednom ljetnom programu u Lawrence Livermore računalnom postrojenju, sponzoriranom od strane Ministarstva energije 1994. godine. Tada je radio na Cray Y-MPu, jednom od najbržih superračunala tada.

„Sequoia je otprilike deset milijuna puta jača od tog stroja“, dodaje Nichols.

Povezanost Stanforda ide i dublje. Računalni kod korišten u ovom istraživanju se zove CharLES i razvio ga je bivši stariji istraživač na Stanfordu, Frank Ham.

Osim u simulacijama mlazne buke, Stanfordski istraživači koriste CharLES kod kako bi istražili napredni koncept pogonskih sistema korištenih u nadzvučnim letovima i kako bi simulirali turbulentni tok preko cijelog krila aviona.

Izvor: Stanford School of Engineering

Izvor: http://znanost.geek.hr/clanak/istrazivaci-probili-granicu-superracunala-s-milijun-jezgri/#ixzz2PHxKZpGF

Leave a Comment