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原子模拟最密集的计算机程序

发布时间:2017-07-20 01:03:13来源:未知点击:

Will Knight有史以来计算最密集的计算机程序已被用于模拟原子的量子行为这些模拟有助于美国政府能源部的科学家们确定该国老化的核武器库存的可靠性,而不会实际引爆这些武器这个名为Qbox的程序运行在世界上最强大的超级计算机Blue Gene / L上,该计算机由IBM构建并安装在美国加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室它执行非常复杂的量子计算,以模拟三维中数千个原子的行为 Lawrence Livermore和IBM的研究人员对Qbox进行了微调,以充分利用Blue Gene / L'的数字运算能力他们重写了程序的关键部分,让超级计算机的处理器更有效地处理相关的方程式 “程序员花了很多时间找出关键例程的位置以及如何将它们分布到Blue Gene中,”来自IBM位于美国纽约的Watson研究中心的研究团队成员Jim Sexton说 “这是四个因素的改进,所以它基本上就像拥有四倍大的计算机”Gene / L由131,072个独立处理器组成,使用专用的高速网络设备连接在一起它能够达到每秒360万亿次计算的峰值性能(teraflops),尽管通常在机器上运行的软件功能远低于此峰值,通常仅占机器总处理能力的5%左右然而,Qbox的增强版本达到了207.3 teraflops的持续性能,这是任何软件的记录它使用考虑电子量子行为的方程模拟高压下1000个钼原子之间的相互作用其他软件可用于模拟数十亿原子之间的相互作用,但仅使用经典的分子动力学执行涉及量子力学行为的模拟要复杂得多,直到现在,这种量子模拟一次只涉及大约50个原子钼模拟将帮助物理学家确定美国库存中弹头的可靠性和稳定性,其中一些现在已超出其原始存储时间限制该项目由国家核安全管理局(NNSA)通过其先进的模拟和计算程序协调,该部门是能源部的一部分但NNSA计算主管Dimitri Kusnezov认为该项目还可以进行重要的科学衍生,例如,帮助材料科学家了解材料的基本属性 “这个代码和这台计算机的结合对广泛的研究界有着远远超出国家核安全局的库存科学使命的意义,