Аргоннская национальная лаборатория будет использовать суперкомпьютер IBM для проведения научных исследований

Суперкомпьютер IBM Blue Gene/Q с производительностью 10 петафлопс, названный "Mira", будет введен в эксплуатацию в 2012 году, и его вычислительные мощности станут доступными для ученых из отраслевых, академических и правительственных исследовательских организаций со всего мира.

«Осуществление вычислений на суперкомпьютерах является важнейшим условием для решения целого ряда сложнейших научных задач подобно исследованиям в области экологически чистой энергии и изучению климатических изменений на планете, — отметил Рик Стивенс (Rick Stevens), заместитель директора Аргоннской национальной лаборатории по вычислительной технике, экологии и биологическим наукам. — Новый суперкомпьютер IBM, установленный в Аргонне, поможет удовлетворять огромные потребности в сложном моделировании и проведении имитационных экспериментов, что просто необходимо для нашего экономического процветания и глобальной конкурентоспособности». 

Национальная лаборатория Аргонн будет использовать суперкомпьютер следующего поколения IBM Blue Gene/Q в целях поддержки экономического роста и улучшения конкурентоспособности США для решения таких задач как разработка сверхэффективных автомобильных аккумуляторов, изучение глобальных климатических изменений и исследования в области эволюции нашей вселенной. Система производительностью 10 петафлопс, получившая название "Mira", будет работать в два раза быстрее, чем самый быстродействующий современный суперкомпьютер, предоставляя мощнейший научно-технический потенциал для ускорения национальных инноваций. Аргонн, расположенный в 20 минутах езды от Чикаго, штат Иллинойс, является одной из старейших и крупнейших лабораторий Министерства энергетики США, осуществляющих важнейшие научные и прикладные исследования.

В настоящее время в Аргоннской Национальной лаборатории уже работает суперкомпьютер IBM Blue Gene/P под названием Intrepid, производительность которого составляет более 500 триллионов операций в секунду. Мощность суперкомпьютера Mira будет в 20 раз выше – он сможет выполнять до 10 квадриллионов вычислительных операций в секунду. Если бы все жители США, включая новорожденных детей и стариков, взяли в руки калькуляторы, то им потребовался бы почти целый год на проведение того же объема расчетов, которые Mira выполнит за 1 секунду.

Вычислительный центр Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), входящий в состав Аргоннской национальной лаборатории, уже работает с потенциальными пользователями в рамках программы "Early Science Program", цель которой – обеспечивать исследователей максимально эффективными возможностями использования вычислительных ресурсов по мере их развертывания.

Аргоннская национальная лаборатория и Министерство энергетики США определили 16 приоритетных проектов, которые первыми получат доступ к вычислительным мощностям Mira, выбирая из огромного пула предложений, среди многообразия научных дисциплин и прикладных направлений. Эти проекты, которые охватывают целый спектр областей исследования, от сокращения энергетической неэффективности транспортных средств до разработки передовых конструкций двигателей, призваны придать новый импульс инновациям в энергетических технологиях. Успехи, уже достигнутые в ходе реализации программы Early Science Program, помогут ученым и инженерам быстро задействовать вычислительные ресурсы Mira в своих исследовательских целях сразу же по мере их развертывания.

Как ожидают в Аргоннской лаборатории, их новый суперкомпьютер, после его установки и ввода в эксплуатацию, станет одним из самых быстрых и энергетически эффективных вычислительных машин в мире благодаря сочетанию инновационных процессорных технологий и суперэффективному водяному охлаждению. В прошлом году вычислительный центр ALCF был удостоен награды Environmental Sustainability (EStar) за передовую энергосберегающую систему охлаждения, разработанную для своей существующей машины, и исследователи Аргонна надеются, что у Mira будут значительно лучшие показатели энергоэффективности.

В Аргонне также считают, что Mira станет своеобразной стартовой площадкой для суперкомпьютеров экзафлопсного уровня, которые будут работать в тысячи раз быстрее, чем петафлопсные машины. Экзафлопсные системы обладают потенциалом выполнять вычислительные задачи сверхвысокой сложности, успешно решать которые не было возможности не только из-за объема вычислений, но также из-за их изначальной неопределенности и непредсказуемости. В качестве примеров подобных задач можно привести прогнозирование влияния региональных климатических изменений и разработку безопасных ядерных реакторов.

Mira поможет ученым узнать и оценить потенциальные возможности машин экзафлопсного уровня, а также понять, какие потребуются изменения в коде их вычислительных программ. Так, например, ученым нужно будет модифицировать свой программный код для поддержки более 750000 отдельных процессорных ядер, и, благодаря этому первому опыту, им будет легче решать проблему масштабирования на системах экзафлопсного класса с сотнями миллионов вычислительных ядер.

Как только Mira будет запущена в эксплуатацию, начнут действовать программы Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment (INCITE) и ASCR Leadership Computing Challenge (ALCC), разработанные Министерством энергетики США. Эти программы, в свою очередь, инициируют процесс выделения на конкурсной основе блоков машинного времени Mira исследователям, работающим над научными проблемами, в решении которых наилучшим образом помогут высокопроизводительные суперкомпьютеры.

Вычислительная платформа Blue Gene является одним из «100 Символов прогресса» (100 Icons of Progress) за всю столетнюю историю IBM благодаря своей уникальной архитектуре, принципиально отличающей ее от суперкомпьютеров своей эпохи. Эта уникальность проявляется в непревзойденной энергетической эффективности и компактном конструктивном исполнении, позволяющем экономить полезный объем помещений. Система является одним из результатов сотрудничества Аргоннской национальной лаборатории, корпорации IBM и Ливерморской лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory). Быстродействие и расширяемость Blue Gene позволяет ИТ-индустрии и научному сообществу осуществлять широкий спектр сложнейших исследовательных проектов и принимать более информированные решения.