Superpočítače rozeseté po hi-tech laboratořích celého světa spolu tiše, ale nemilosrdně soutěží ve své výkonnosti. V akademickém světě, čili mimo konkurenci vojenských strojů, byl nedávno udělen dechberoucí titul výpočetního mozku překonávající snovou hranici jednoho petaFLOPS.
Jde o 10 na patnáctou FLOPS, čili počtu operací v plovoucí čárce za sekundu (anglicky FLoating-point OPerations per Second), které jsou obvyklým měřítkem výkonnosti počítačů. Běžná stolní kalkulačka má přitom výkon maximálně několik desítek flops.
Držitelem prestižního rekordu je superpočítač Cray XT5 rozkošně pojmenovaný Kraken. Provozuje ho Národní institut pro výpočetní vědy (anglicky NICS – National Institute for Computational Sciences), spadající pod University of Tennessee. Kraken sídlí v prostorách Oak Ridge National Laboratory, kde jeho provoz financuje vlajková grantová agentura americké vědy National Science Foundation.
Nově upgradovaný Kraken je online od 5. října letošního roku, přičemž je v jeho silách dosáhnout výkonu 1,03 petaflops, což ho řadí mezi prvních pět absolutně nejrychlejších superpočítačů světa, bez ohledu na jejich provozovatele. Krakenův systém zahrnuje přes 16 000 šestijaderných procesorů AMD 2,6 GHz na platformě Istanbul. Kraken je zároveň vybaven 129 TB operační paměti, což z něj spolu s jeho výkonem dělá dosud nevídaný nástroj pro nejsložitější badatelské výpočty. Před obsluhou Krakena se otevírá svět dosud nepřístupných řešení horkých problémů soudobé vědy.
Astrofyzici, jako je Bronson Messer z University of Tennessee, se těší na modelování výbuchů supernov, které zahrnuje složité hydrodynamické jevy, procesy jaderné fúze a chování neutrin. Až doposud museli Messser a spol. na superpočítačích o výkonu v řádu teraFLOPS, čili deset na dvanáctou flops, modelovat explodující hvězdy jako ideální koule s nereálnou fyzikou jaderné fúze. Kraken by to teď měl zvládnout mnohem lépe.
Superrychlý Kraken by se měl také podílet na hledání mechanismu, kterým by bylo možné efektivně vyrábět etanol z celulózy, měl by mít prsty i v klimatickém modelování a zvýšit tím naše šance v zatím nepříliš úspěšné honbě za předpověďmi budoucího vývoje klimatu. Seismologové by rádi využili Krakenovu sílu k modelování vlivu zemětřesení na povrch státu Kalifornie a jiných neposedných míst zemské kůry. V neposlední řadě si na Krakena brousí zuby i fyzikové, kteří by s ním rádi dobývali skrytá tajemství hmoty a elementárních částic.
Data vyplivnutá Krakenem analyzuje a zobrazuje další hi-tech výpočetní jednotka s příznačným jménem Verne, což je pětiuzlový systém serverů Dell R505 AMD Opteron. Každý z jeho uzlů představuje 16 výpočetních jader, 128 GB operační paměti a lokální disk s kapacitou 4TB. Celý výpočetní komplex NICS je připojen k síti TeraGrid, což je americká národní síť superpočítačů, která je v tomto okamžiku největší vědeckou výpočetní platformou na světě.
Asi není těžké uhodnout, že o Krakenovi zase brzy uslyšíme.
Prameny:
ScienceDaily 8.10. 2009, Wikipedia (National Institute for Computational Sciences)
Diskuze:
Windows 9
Josef Vyskočil,2009-10-14 08:16:12
pockejte na Windows 9, pro ne to bude doporucena konfigurace, a vykon sezere nove vylesene GUI a nove gadgets ktere budou otravovat uzivatele ...
poznamka
Lyborko Lyborko,2009-10-13 11:47:52
Nevedel by niekto z tych co sa vo veciach vyznaju trosku priblizit, preco je nutne mat pentaflopovy pocitac aby som simuloval vybuch supernovy?
Dla mojho jednoducheho uvazovania staci co ja viem len par vzorcov na to, aby som nejaku plynovu gulu rozptylil v priestore; nemam ani sajnu ktore parametre do toho vstupuju a ako preco je to take zlozite...
Klima sa mi zda oproti tomu zlozita az az... Dikes
Re: poznamka
Vít Výmola,2009-10-13 12:54:26
Ani já nejsem expert na supernovy a na to, co vše se v nich děje. Nicméně několik vzorců určitě nestačí. Jak už bylo zmíněno v článku, dosud se proces simuloval (nebo počítal) jako ideální koule. Hvězda ale není ideální koule a už vůbec ne pevná. Jde o plynné těleso ne zcela pravidelných tvarů (ta nepravidelnost platí obvzláště pro hmotné hvězdy před explozí), ve kterém dochází k množství přesunu hmot, různým proudům atd., při výbuchu v tom vznikají rázové vlny... To se nedá jednoduše popsat nějakými vzorci. Jde o chaotický systém (ostatně podobně jako u toho klimatu), který jde ovšem numericky simulovat. Právě numerická simulace je doménou superpočítačů. Čím "hustší" je "síť" simulovaných bodů, tím lepší výsledek, ale taky podstatně vyšší výpočetní naročnost. Naštěstí se takový výpočet dá paralelizovat, to je pro superpočítač jako ušité.
Re: poznamka
Elek Oskar,2009-10-15 03:49:59
Dobry den.
Pan Vymola to celkom pekne nacrtol, ja by som to este trochu rozvinul, aj ked priznam sa ani ja nie som fyzik.
Tych vzorcekov zase nie je az tak vela, ako skor je potrebne ich aplikovat velmi vela krat. Mame 4 zakladne sily, z toho pri simulacii kolapsu supernovy potrebujeme hlavne 2 z nich (gravitacnu a el-mag) a zvysne 2 snad len v oblastiach, kde prebieha fuzia. Simulacia toho, co sa deje vnutri nejakeho systemu hmoty, sa neda urobit presne, z viacerych dovodov. Prvym z nich je kvantitativny - supernova sa sklada z prilis vela atomov, aby sme mohli simulovat kazdy osobitne. Takze musime hmotu usporiadat do klastrov a tak sa do simulacie zanasa chyba.
Dalsi problem je popis sil posobiacich na nase castice/klastre hmoty. Napriklad gravitacnym vplyvom telies na seba (ale obecne asi aj vplyv ktorejkolvek inej sily) sa zaobera N-body problem. Teda mame N telies posobiacich na seba nejakymi silami a snazime sa zistit, ako sa budu pri nejakych pociatocnych podmienkach spravat v case. Pre 2 telesa sa da zostrojit diferencialna rovnica, do ktorej sa daju rychlosti a hmotnosti (pre gravitaciu, pre ine sily proste ine zodpovedajuce parametre) a ona nam vyjadri poziciu a rychlost tych 2 telies v nejakom case. Problem je, ze (pokial viem) sa neda takato popisujuca rovnica zostrojit pre 3 a viac telies. Pre takyto system je preto nutne robit numericku simulaciu, ktora uz z definicie obsahuje nejaku chybu, pretoze sa simuluje poloha vzdy po nejakom malom casovom kroku (a ten Planckovsky si dovolit nemozeme :). Existuju sposoby, ako tu chybu vyjadrit, ale k 100% presnosti to nepovedie.
Problem tejto ulohy je ten, ze (v naivnej implementacii) ma zlozitost N^2. Cize, ak nam vzrastie vykon pocitaca 100 krat, mozeme si dovolit simulovat iba 10 krat viac castic (ak chceme zachovat rovnaku dobu behu simulacie). Dovod pre to je ten, ze z podstaty musime prejst vsetky castice v systeme a vypocitat silovy vplyv s kazdou inou casticou v tom systeme. A bude to este mensi narast, kvoli skalovacim problemom paralelnych pocitacov.
Keby sa tu vyskytol nejaky fyzik, budem vdacny za upresnenie, respektive za opravenie, ak som prilis blabolil :)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
