64 jednostki o rozmiarach lodówek zużywają… 2 mln watów energii elektrycznej
W demonstracji potężnej mocy obliczeniowej badacze z Oak Ridge National Laboratory wykorzystali dwa superkomputery Cray Research – około 6000 procesorów i 43 tryliony działań zmiennoprzecinkowych w ciągu sekundy – aby dokonać przełomu w badaniach materiałów nadprzewodnikowych.
Badania obliczeniowe, wykonane w laboratoriach Narodowego Centrum Informatyki, definitywnie wykazały, że zjawisko nadprzewodnictwa można opisać przy pomocy podejścia matematycznego, noszącego nazwę „dwuwymiarowego modelu Hubbarda”. Jednoznaczne, a zarazem doniosłe wyniki otwierają możliwość wykorzystania takich superkomputerów w astrofizyce, modelowaniu klimatu i nanonauce.
– Sposób, w jaki mogliśmy zastosować 43 teraflopy mocy obliczeniowej, pokazał, że jesteśmy w stanie dokonać przełomu w wielu dziedzinach nauki na podobną skalę – zauważa Jeff Nicholas, dyrektor Narodowego Centrum Informatyki w Oak Ridge.
Urządzenia łącznie z procesorem 1024 Cray X1E i z procesorem 5088 Cray XT3 umieszczone są w 64 obudowach o rozmiarach lodówki, na powierzchni 40000 stóp kwadratowych (ponad 3716 m2) pomieszczenia komputerowego w Oak Ridge. – Tak gęste upakowanie tylu procesorów już samo w sobie jest wyzwaniem – mówi specjalista informatyk z laboratorium. Wszystkie urządzenia łącznie pochłaniają zawrotne 2 MW energii elektrycznej podczas pracy. Co więcej, gęsto upakowane procesory komputera Cray X1E wydzielają takie ilości ciepła, że trzeba je chłodzić w niecodzienny sposób, stosując metodę o nazwie Fluorinert (pochodzącej od używanego płynu). Płyn ten jest bezpośrednio natryskiwany na chipy i po spłynięciu z nich poddawany recyrkulacji.
Naukowcy z laboratorium mówią, że potrzebowali 6000 procesorów zgodnie pracujących – a w szczególności 1024 procesorów wektorowych w Cray X1E – aby udowodnić, że Model Hubbarda może zostać z powodzeniem zastosowany do badań nadprzewodnictwa. Przetwarzanie wektorowe, w którym cały wektor liczb jest przetwarzany w pojedynczej operacji, stanowiło klucz do umożliwienia użycia modelu Hubbarda do pracy.
– Dzięki sposobowi, w którym napisane było oprogramowanie modelu Hubbarda, byliśmy w stanie skorzystać z przetwarzania wektorowego i działać bardziej sprawnie – mówi Nicholas. – Jednakże symulacje nadprzewodnictwa zajęły tygodnie „czasu komputerowego” – dodaje.
|
|
|
XT3 w Cray Research: 56 obudów, 5088 procesorów |
Specjaliści od obliczeń w laboratorium mówią, że ich celem jest dostarczenie większych możliwości obliczeniowych także innym zamierzeniom naukowym – sięgającym od symulacji fuzji jądrowej do modelowania klimatu – które wymagają znacznych mocy obliczeniowych i czasu.
– Nie próbujemy nawet dzielić czasu pomiędzy tysiącami użytkowników – mówi Nicholas. – Zamierzamy dostarczyć całe zasoby kilku użytkownikom, rozwiązującym problemy wysokiego poziomu.
Charles J. Murray
