橡樹嶺國家實驗室的隊獲勝後實現有史以來最快的性能在科學超級計算應用獎

Published on November 20, 2008 at 6:51 PM

由托馬斯Schulthess的領導的一個小組能源部橡樹嶺國家實驗室的美國能源部獲得了計算機(ACM)的戈登貝爾獎週四實現有史以來最快的性能在科學超級計算應用程序後,2008年著名的協會。

的Cray XT5捷豹取得了有史以來最快的性能,在科學超級計算應用程序。

Schulthess是小組組長,橡樹嶺國家實驗室的計算材料科學集團,最近接受了曼諾,蘇黎世聯邦理工學院的機構瑞士國家超級計算機中心主任的位置。他和他的同事托馬斯邁爾,邁克爾薩默斯和Gonzalo阿爾瓦雷斯,橡樹嶺國家實驗室所有,達到 1.352萬億計算第二個 - 橡樹嶺國家實驗室的Cray XT美洲虎的超級計算機上模擬超導體材料,或進行無阻力的電力 - 或1.352 petaflops的。通過修改其DCA的算法和軟件設計 + +代碼不犧牲精度的前提下最大限度地提高車速,該小組能夠加強與約翰 Levesque和Cray公司的傑夫拉金的幫助下性能十倍

捷豹最近升級到1.64 petaflops的峰​​值性能,使其成為世界首台千萬億次的系統,專門開闢研究。該小組的模擬 15萬捷豹的18萬,加上處理內核的使用效率,探索電導率。

要成的角度實現,每一個男人,女人在地球上和孩子超過 500年,以工作為許多計算通過 DCA + +獲取通過在某一天 - 和說的假設我們每個人工作一天一夜解決一個計算第二。

研究人員已經知道了近一個世紀約超導體,這些材料的珍貴,他們有能力進行無阻力,或能量損失的電力,並為他們特別強磁場。超導材料具有明顯的電力傳輸中的潛在應用,超導磁體的地方,發現在醫院磁共振成像設備,如歐洲大型強子對撞機的粒子加速器,磁懸浮運輸系統。

目前的挑戰是,超導材料必須非常,非常冷。即使所謂的高溫超導體 - 在20世紀 80年代中期發現的 - 必須冷卻到圍繞“轉變溫度”華氏度之前,他們表現出其驚人的行為?。此外,一個完整的科學的解釋是缺少高溫超導體是如何工作的。

該團隊使用稱為二維 Hubbard模型的一種很有前途的數學框架內的DCA + +應用程序。這些模擬第一,它有足夠的計算能力超越理想,完美有序的材料。在無序的材料 - 或雜質 - 團隊是朝著在現實世界中找到了一定的不完善材料。

橡樹嶺國家實驗室的團隊成員托馬斯邁爾指出:“”真材實料是很不均勻,

具體來說,該團隊集中在化學酸鹽稱為高溫超導體中的障礙 - 絕緣材料層隔開的氧化銅層。通過推進我們的這些缺陷之間的相互作用和超導的理解,工作承諾,以幫助研究人員推動轉變溫度越來越高,可能接近“室溫超導體”,或無需人工冷卻的材料,表現出這種行為的崇高目標。

該小組研究了在同一原子的電子之間的本地斥力。由於電子具有負電荷,它們將互相遠離,什麼是作為庫侖斥力。然而,成為超導材料,電子必須克服這個斥力,並稱為“庫珀對”的單位加入到。該小組正在尋找較早的發現,表明絕緣材料,促進這一過程中,從氧化銅層的電子,採取優勢。

“如果你畫電子遠離銅氧化物層,他們成為超導體,”邁爾說。 “接下來的問題是,發生了什麼如果您更換鍶鑭,例如你有不同的潛力,但你也應該有不同的庫侖斥力,在每個站點上。”

為了實現持續的高速模擬演示,該小組提出​​的DCA + +應用程序的兩個根本性轉變,允許其延遲內存密集型操作,並使用更少的內存密集型數據的形式。這兩種方法都利用這一事實,民航處處長 + +使用蒙特卡羅方法,這對一個變量的探索,如二維 Hubbard模型系統,不適合自己的精確解隨機抽樣依賴。

這兩種方法之間,該小組能夠應用程序的速度提高了約 10倍,根據小組成員馬庫斯艾森巴赫橡樹嶺國家實驗室的國家計算科學中心。這個增長速度,使團隊能夠在更廣泛的材料看,在增加細節。

Last Update: 4. October 2011 08:40

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