Суперкомпьютер BlueGene/L устанавливает очередной рекорд — 207,3 терафлоп

Компания IBM и Администрация по ядерной безопасности (NNSA) — подразделение Министерства энергетики США — объявили о новом этапном достижении системы BlueGene/L (BG/L) — самого быстрого суперкомпьютера в мире.

Система BG/L установила новый мировой рекорд по скорости выполнения научно-технических приложений, продемонстрировав производительность в установившемся режиме на уровне 207,3 триллионов операций с плавающей запятой в секунду (терафлоп) при исполнении программного кода Qbox, предназначенного для имитационного моделирования электропроводных материалов в интересах национальной безопасности.

Суперкомпьютер IBM BG/L, установленный в Ливерморской национальной лаборатории Министерства энергетики США, занимает первое место в списке самых быстрых суперкомпьютеров мира Top500 и используется для имитационного моделирования электропроводных материалов по Программе расширенного моделирования и компьютерной обработки (ASC), проводимой NNSA. Сконцентрированные в рамках программы ASC средства компьютерного моделирования позволяют NNSA без проведения подземных ядерных испытаний осуществлять исследования ядерного оружия, необходимые для обеспечения сохранности, безопасности и надежности ядерных арсеналов США (проект Stockpile Stewardship).

Повышение скорости выполнения по сравнению с предшествующими реализациями в значительной степени обусловлено применением созданных специалистами IBM новых математических библиотек, которые максимально используют возможности двухъядерной архитектуры BG/L.

«Впервые в истории научно-технический код выполнялся со постоянной скоростью 200 терафлоп. Это существенно превышает прежний мировой рекорд, также установленный с помощью суперкомпьютера Blue Gene в Ливерморской лаборатории им. Лоуренса», — заявил Дэвид Тюрек (David Turek), вице-президент подразделения IBM Deep Computing.

Код Qbox, основанный на первых принципах модели молекулярной динамики (FPMD), позволяет предсказать поведение металлов при экстремально высоких давлениях и температурах, что в течение длительного времени оставалось недостижимой целью для ученых в таких областях, как материаловедение и физика высоких энергий. Кроме того, коды на основе моделей FPMD применяется при сложном моделировании на атомном уровне и в таких областях, как металлургия, физика твердого тела, химия, биология и нанотехнологии.

Применение кода на основе трехмерной модели, описывающей поведение под давлением атомов молибдена (переходного металла) — это только один из примеров «прогнозирующего научного моделирования», выполняемого на уровне 1000 атомов. Модели классической молекулярной динамики часто оперирует миллиардами атомов, поскольку на таком уровне взаимодействие между атомами сравнительно легко просчитать. С другой стороны, квантовые модели — очень точные, но в то же время и очень сложные — до настоящего времени ограничивались 50 атомами. Переход от 50 к 1000 атомам позволяет с помощью методов исследовать новые классы химических систем, в том числе гетерогенные среды (анализ взаимодействия между молекулами разных веществ) и химию экстремальных состояний (включая химические процессы при ударе). Это имеет важнейшее значение для осуществляемого NNSA проекта Stockpile Stewardship, а также для различных проектов по изучению биологических систем, включая исследование белков. Более того, высокая производительность кода Qbox, оптимизированного для работы на крупномасштабных платформах класса BG/L, может найти применение при решении самых разных научных задач, например, при создании новых материалов, необходимых во многих отраслях.