Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

Het Team ORNL Wint Prijs Na Ooit het Bereiken van de Snelste Prestaties in Wetenschappelijke Supercomputing Toepassing

Published on November 20, 2008 at 6:51 PM

Een team door Thomas Schulthess van het Nationale Laboratorium van Oak Ridge van het Ministerie van de V.S. van Energie wordt geleid ontving de prestigieuze Vereniging van 2008 voor de Donderdag van de Prijs van de Klok Gordon van de Machines van de Gegevensverwerking (ACM) na ooit het bereiken van de snelste prestaties in een wetenschappelijke supercomputing inschrijving die.

Cray XT5 Jaguar heeft de snelste prestaties ooit in een wetenschappelijke supercomputing toepassing bereikt.

Schulthess is groepsleider van Groep van de Wetenschap van de Materialen van ORNL de Computer en keurde onlangs een positie als directeur van het Zwitserse Nationale Supercomputing Centrum in Manno goed, een instelling van ETH Zürich. Hij en collega's Thomas Maier, Michael Summers en Gonzalo Alvarez, elk van ORNL, bereikte 1.352 quadrillion berekeningen een seconde--of 1.352 petaflops--op de supercomputer van Cray XT Jaguar van ORNL met een simulatie van suprageleiders, of materialen die elektriciteit zonder weerstand leiden. Door de algoritmen en het softwareontwerp van zijn code te wijzigen DCA++ om snelheid te maximaliseren zonder nauwkeurigheid te offeren, kon het team prestaties met behulp van John Levesque en Jeff Larkin van Inc. tien keer opvoeren Cray.

Jaguar werd onlangs bevorderd aan piekprestaties van 1.64 petaflops, die tot het maken het eerste petaflop systeem van de wereld toepassingsgericht aan open onderzoek. De simulatie van het team maakte efficiënt gebruik van 150.000 van Jaguar 180.000 plus verwerkingskernen om elektrogeleidingsvermogen te onderzoeken.

Om de voltooiing in perspectief te zetten, zou het de elke mens, vrouw en kind ter wereld meer dan 500 jaar aan het werk door zo vele berekeningen nemen aangezien DCA++ door in één enkele dag wordt--en dat veronderstelt elk van ons dag werkte en nacht die één berekening oplossen een seconde.

De Onderzoekers zijn op de hoogte geweest van suprageleiders voor bijna een eeuw en gewaardeerd deze materialen zowel voor hun capaciteit om elektriciteit zonder weerstand te leiden, of energieverlies, als voor hun vooral sterk magnetisch veld gehad. De Supergeleidende materialen hebben duidelijke potentiële toepassing in machtstransmissie, en de supergeleidende magneten hebben een plaats in de machines van het het ziekenhuis magnetic resonance imaging, deeltjesversnellers zoals Grote Hadron Collider van Europa, en de systemen van het magnetische levitatievervoer gevonden.

De uitdaging is dat de supergeleidende materialen, zeer zeer koud moeten zijn. Zogenaamde Zelfs suprageleiders op hoge temperatuur--ontdekt in de medio-jaren '80--moet aan een „overgangstemperatuur“ van rond worden gekoeld? °F alvorens zij hun verbazend gedrag tentoonstellen. Bovendien mist een volledige wetenschappelijke verklaring van hoe de suprageleiders op hoge temperatuur werken.

Het team gebruikte de toepassing DCA++ binnen een veelbelovend wiskundig die kader als het tweedimensionale model Hubbard wordt bekend. Deze simulaties waren de eerste waarin het genoeg rekencapaciteit om zich voorbij ideale, volkomen bevolen materialen had te bewegen. Door materialen met wanorde te bekijken--of onzuiverheden--het team is naar de noodzakelijk onvolmaakte die materialen op weg in de echte wereld worden gevonden.

De „echte materialen zijn zeer niet homogeen,“ nam nota team van lid Thomas Maier van ORNL.

Specifiek, concentreerde het team zich op chemische wanorde in suprageleiders op hoge temperatuur die als cuprates wordt bekend--lagen van koperoxyde door lagen van een isolerend materiaal worden gescheiden dat. Door ons begrip van de interactie tussen deze onvolmaaktheden en supergeleiding vooruit te gaan, belooft het werk om steeds hogere de overgangstemperaturen van de onderzoekersduw te helpen, misschien naderend het torenhoge doel van „ruimte-temperatuur suprageleiders,“ of materialen die dit gedrag zonder het kunstmatige koelen tentoonstellen.

Het team bestudeerde de lokale weerzin tussen elektronen op het zelfde atoom. Omdat de elektronen een negatieve elektrolast hebben, duwen zij elkaar weg in wat als weerzin van de Coulomb gekend is. Voor het materiaal om supergeleidend te worden, echter, moeten de elektronen deze weerzin overwinnen en in eenheden toetreden genoemd de paren van de Kuiper. Het team kijkt om uit een vroegere ontdekking voordeel te halen die wijst op het isolerende materiaal dit proces door elektronen vanaf de laag van het koperoxyde te trekken bevordert.

„Als u elektronen vanaf de lagen van het koperoxyde trekt, worden zij supergeleidend,“ bovengenoemde Maier. „Dan is de vraag, wat als u lanthaan met strontium vervangt, bijvoorbeeld gebeurt. U hebt verschillend potentieel, maar u zou de verschillende weerzin van de Coulomb op elke plaats ook moeten hebben.“

Om de aanhoudende die snelheid te bereiken in de simulatie wordt aangetoond, bracht het team twee fundamentele veranderingen in de toepassing DCA++ die aan, het toestaan om geheugen-intensieve verrichtingen te vertragen en een minder geheugen-intensieve gegevensvorm te gebruiken. Beide technieken exploiteren het feit dat DCA++ de benadering van Monte Carlo gebruikt, die zich op het nemen van steekproeven van een variabele baseert om systemen zoals het tweedimensionale model te onderzoeken Hubbard die zich niet aan een nauwkeurige oplossing lenen.

Tussen de twee benaderingen, kon het team de snelheid van de toepassing door een factor van ongeveer 10, volgens teamlid Marcus Eisenbach van het Nationale Centrum van ORNL opvoeren voor ComputerWetenschappen. Deze verhoging van snelheid staat het team toe om een grotere verscheidenheid van materialen in verhoogd detail te bekijken.

Last Update: 14. January 2012 17:10

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit