Суперкомпьютеры в ракетно-космической отрасли

[Not]

"В субботу после завершения ультразвуковых исследований всех сварочных швов моста начались испытания конструкций мостового перехода транспортной нагрузкой. По мосту пустят колонну груженных щебнем "КамАЗов". Вес каждой машины составляет 20 тонн. Нагрузка происходит по схеме испытаний, которые проходят при сдаче моста в эксплуатацию", - пояснил представитель обладминистрации.

Как сообщил в субботу журналистам губернатор региона Анатолий Бровко, в случае получения положительных результатов исследований, мост в ближайшее время может быть открыт.

"Технология, которая была применена при строительстве моста и проектировании, показывает, что новые материалы, новые технологии моста эластичны, ничего не нарушено", - сказал Бровко.

Вы не поняли. Это новые эластичные технологии   Кроме того, было бы весьма эффективно грузить Камазы не щебнем, а блоками суперкомпьютера.  

[Dude]

Хм, что-то мне кажется что этот щебень должен быть в бетоне моста, а не разъезжать в Камазах по готовому мосту.

Тупо на 5% наоптимизировали суперкомпьютерами, 15% украли при стройке. Что же тут непонятного.

[Старый]

Я думал что прикалываюсь, а похоже они и вправду ничего не слышали про Такомский мост и так и не поняли что это было...

[Chilik]

У вас чего, краны установлены в подвале/подземелье/пещере?

В нашем случае спелеологи просто быстрее среагировали и запросили более реальное количество спирта.
А по сути - да, там нужно было работать на приличной высоте под крановыми путями. В большом и замкнутом помещении без окон. Для спелеологов, привыкших к отрицательным уклонам, карнизам и причудливой геометрии пещер это более привычная ситуация. Попросились работать ночью. Чтобы никакие зеваки не мешали.

[Старый]

Попросились работать ночью...

...выключили свет и почувствовали себя как дома!

[АниКей]

15 нагруженых щебнем КАМАЗов проверили на прочность мост в Волгограде
...

Об "изменениях в существующие нормативно-правовые документы по действующим мостам" первым сказал, кажется, Алексей Журбин, директор института Стройпроект. Мост выстроен качественно, но возможность аэродинамического флаттера не учтена, потому что с балочными мостами такого не случается. Сейчас выяснилось, что и такое бывает. А вот адыгейцам, действительно, мосты надо лучше строить и чаще проверять - у них на днях три мостовых пролета на трассе Дон4 не от ветра рухнули, а просто так.

http://zhurkin.livejournal.com/857715.html

[АниКей]

http://www.rg.ru/2010/05/12/komputer.html

Посчитали, удивились

Российские ученые создали уникальный суперкомпьютер

Юрий Медведев

О новой разработке отечественных математиков президент РАН Юрий Осипов сообщил на встрече с премьер-министром Владимиром Путиным.

Сегодня почти аксиома: лидерство в XXI веке странам обеспечат суперкомпьютеры. Они уже достигли фантастической скорости счета - триллионы операций в секунду (терафлопс), а ученые уже замахиваются на новые рекорды. А пришли эти машины, как и многие виды новой техники, из оборонки. Когда был введен запрет на ядерные испытания, американцы создали суперкомпьютерную программу для виртуальных испытаний оружия.

Но самое главное, что они сразу же направили эти разработки на гражданские цели. Так как поняли, какие открываются удивительные перспективы. Ведь суперкомпьютеры сулят настоящую революцию. Создавая автомобиль, самолет, реактор и другие сложнейшие системы, вам не надо проходить долгую и очень дорогую стадию превращения идеи в опытные образцы, затем проводить многократные испытания, вносить переделки и т.д. Суперкомпьютер во много раз сокращает эту дорогу от идеи до готового изделия, проигрывая на моделях различные варианты. И только доведя его до оптимального, есть смысл приниматься за воплощение в "железе".

Сегодня США безоговорочный лидер в сфере суперкомпьютеров. Включилась в гонку и Европа, здесь уже действуют программы по созданию виртуальных самолетов, вертолетов, электростанций, реактивных двигателей и т.д. Кстати, подсчитано, что для создания виртуального самолета, включая его аэродинамику, нужен суперкомпьютер мощностью в миллион терафлопс. И американцы намерены осуществить виртуальный полет уже в 2025 году. Полетав на таком "самолете", вы затем делаете образец и подтверждаете на испытаниях, насколько верна была модель. Сроки и стоимость такой новой техники сокращаются в разы.

А для создания компьютерной модели автомобиля достаточно "всего" 100 терафлопс. Например, фирма "Ауди" недавно купила 39-терафлопную машину для моделирования столкновения автомобиля с препятствием. А БМВ вместо постройки аэродинамической трубы для испытаний нового болида "Формулы-1" приобрела суперкомпьютер в 12 терафлопс.

Казалось, все это звучит фантастично, но, по мнению специалистов, такое будущее наступит уже завтра. Когда появятся суперкомпьютерные модели тех же самолетов, потребители заявят, что будут покупать эту технику, только если вы предъявите результаты моделирования. У кого их не окажется, будут вытеснены с рынка. То же самое произойдет на рынках автомобилей, ядерных реакторов и т.д. И совсем скоро это станет такой же реальностью, как нынешнее требование к чистоте выхлопа автомобиля.

Недавно включилась в суперкомпьютерную гонку и Россия, объявив о намерении создавать такую технику, а в МГУ уже установлен суперкомпьютер "Ломоносов", который занимает 12-е место среди самых мощных машин мира.

Чем же наша обычная персоналка отличается от "супера"? Конечно, мощностью. Но не только. Суперкомпьютер решает задачи не так, как персоналка, которая напоминает школьника. Он пишет контрольную по математике, двигаясь к ответу последовательно, шаг за шагом. Суперкомпьютер действует иначе. Кстати, его прообраз впервые появился, когда стали считать первую атомную бомбу.

- Задача была столь масштабна, что если ее решать в лоб, шаг за шагом, то потребовались бы годы, - говорит кандидат физико-математических наук, лауреат Государственной премии, заведующий отделом Института прикладной математики им. Келдыша Юрий Смольянов. - Поэтому задачу разбили на части, в зал посадили более сотни девушек с арифмометрами, и каждой выделили свой кусочек. А потом все эти ручейки соединялись, сходясь в единое русло.

То есть бомбу считали не последовательно, а параллельно. Примерно так работают и суперкомпьютеры. Только вместо девушек с калькуляторами работает множество процессоров, аналогичных нашим персоналкам. Скажем, в том же "Ломоносове" около 36 тысяч процессоров.

Казалось бы, путь к компьютерным монстрам открыт. Собирай до кучи, как в детском конструкторе, побольше вычислительных элементов, и лидируй в мире. Но не так все просто. Простые решения - самые дорогие. Соединишь в сеть десятки тысяч процессоров, и цена подскакивает за миллиард долларов. Но этого мало. Компьютерные гиганты пожирают огромное количество энергии. Скажем, мощность того же "Ломоносова" - 1,5 мегаватта! Поэтому ученые ищут, как обойти эти трудности.

- Принцип, в общем, очевиден, - объясняет Смольянов. - Надо и дальше дробить задачу на новые параллельные куски. А в программе пытаются выделить такие части, которые решаются намного быстрей остальных. Для их счета несколько лет назад придуман специальный ускоритель, состоящий из простых арифметических устройств. Подобный подход позволяет намного сократить и время счета, и потребление энергии.

Вроде бы все здорово, и тем не менее, несмотря на все достоинства, в мире такие компьютеры широко не применяются. Слишком сложны алгоритмы вычислений. Но ученые Института прикладной математики им. Келдыша нашли оригинальный выход. В чем суть?

По словам математиков, даже очень быстро считающие тысячи процессоров, установленные в суперкомпьютере, вовсе не гарантируют, что у него самого будет высокая скорость. Процессоры должны еще и быстро перебрасывать другу другу информацию. И вот тут-то, оказывается, самое узкое место современных "супер". Выигрыш в счете частично теряется в соединительной сети. Российские ученые придумали сеть, где информация движется почти с такой же скоростью, как считают процессоры. То есть создан новый тип суперкомпьютера.

И главное, что у него другая математика, новые алгоритмы решения конкретных оборонных задач, в частности, по аэродинамике и гидродинамике, что крайне важно для конструирования новых летальных аппаратов, а также разведки и добычи углеводородов.

- Выигрыш получился колоссальный, - говорит директор института, член-корреспондент РАН Борис Четверушкин. - Давайте сравним. Вот машина на 0,5 терафлопс, у которой 128 процессоров и потребление 20 кВт, а вот наша - на шесть терафлопс, но она куда экономичней. Всего 48 процессоров и 4,5 кВт энергопотребление. В итоге стоимость суперкомпьютера сокращается в десять раз. И самое главное - он теперь справляется с задачами, которые раньше были таким машинам не по зубам. Сейчас на этих же принципах готовы сделать суперкомпьютер на 100 терафлопс, что позволит выйти на принципиально новые задачи.


Опубликовано в РГ (Федеральный выпуск) N5179 от 12 мая 2010 г.

[АниКей]

Комиссия заявила об исправности моста в Волгограде
Ъ-Online, 24.05.2010  

Комиссия, занимающаяся расследованием недавнего инцидента с волгоградским мостом, подписала акт о его технической исправности. Согласно ее выводам, мост можно эксплуатировать. Напомним, мост был закрыт 20 мая из-за того, что его дорожное покрытие при сильном ветре начало колебаться с амплитудой до 1 м.

"На основании результатов испытаний комиссия, которая была создана по распоряжению губернатора, подписала акт, подтверждающий, что мост в исправном состоянии и его можно начинать эксплуатировать с проектной нагрузкой", — сообщает 24 мая пресс-служба администрации области. По ее данным, мостовой переход может быть открыт для легкового транспорта уже вечером 24 мая или утром 25 мая.

Решение об открытии движения моста должен принять губернатор региона Анатолий Бровко "на основании представленных ему документов о результатах исследований и испытаний мостового перехода". Сообщается также, что на мостовом переходе будет конструктивно изменена аэродинамика. Для этого мост оснастят специальными компенсаторами и рассекателями ветра. Кроме того, предлагается установить дополнительную систему мониторинга.

Как "затанцевал" мост в Волгограде
"Сначала волны пошли маленькие, а закончилось тем, что машины позади нас стало подбрасывать вверх"  >>
Напомним, 20 мая с 17.47 до 19.30 при скорости ветра около 16 м/c на мосту через Волгу, расположенному в Волгограде, происходили амплитудные вертикальные колебания дорожного полотна высотой от 30 см до 1 м. По выводам экспертов, в этот день в Волгограде дул редкий для этих мест северный ветер, который, проходя по руслу Волги, создал уникальные аэродинамические колебания. Речь идет о так называемом флаттере мостов — аэроэластической вибрации, при которой внутренняя частота собственных колебаний моста резонирует с порывами ветра. В течение двух дней мост испытывался под транспортной нагрузкой, ультразвуком проверялись все сварочные швы. Также исследователи начали формировать ветровую компьютерную модель, пытаясь воссоздать ситуацию, подобную той, что возникла 20 мая. По мнению экспертов, причиной колебаний моста стала его аэродинамика — ветровые нагрузки могли попасть в одну резонансную зону и вызвать такие последствия.

http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1374718

[zyxman]

Ну строго говоря запад тоже недавно лажался - в Лондоне Мост Милленниум (Millennium Bridge), построенный в 2000 году, слишком сильно раскачивался, в результате был закрыт на реконструкцию, почти сразу после открытия.
Добавленные в конструкцию демпферы колебаний помогли.

[АниКей]

"Роснано" запускает коммерческий сервис высокопроизводительных вычислений стоимостью до 200 млн руб.

24.05.2010, Москва 20:00:42 Госкорпорация "Роснано" запускает пилотный инфраструктурный проект - сервис высокопроизводительных вычислений для наноиндустрии производительностью 20 терафлопс. Об этом говорится в сообщении пресс-службы корпорации. Общий бюджет проекта составит до 200 млн руб., из них финансирование со стороны "Роснано" - до 150 млн руб.

Как отмечается в сообщении, проект позволит определить платежеспособный спрос на суперкомпьютерные расчеты в России, отработать бизнес-модель удовлетворения этого спроса, а также стимулировать российский рынок суперкомпьютерных расчетов. Решение этих задач определит параметры более крупного инфраструктурного проекта - создание суперкомпьютерного центра коллективного пользования для наноиндустрии.

Проект будет признан успешным в случае, если за 10 месяцев его работы будет решено не менее 40 расчетных задач. Не менее 50% заказчиков сервиса должны составить организации, занимающиеся производственной деятельностью, а не более 50% - исследовательские, опытно-конструкторские или опытно-технологические организации. Не менее 50% решенных задач должны относиться непосредственно к сфере нанотехнологий. При этом услуги высокопроизводительных вычислений не менее чем на 25% должны быть профинансированы заказчиками, остальную часть стоимости услуг компенсирует "Роснано".

Проект будет реализован компанией "Т-Сервисы" (входит в состав российского суперкомпьютерного холдинга "Т-Платформы"), победившей в открытом конкурсе госкорпорации. Отбор расчетных задач осуществляет экспертный совет из семи человек. В него войдут эксперты "Роснано", внешние эксперты по вычислениям в области нанотехнологий и промышленных расчетов, представители промышленности, государственной власти, а также компании-конкурента исполнителя проекта.

http://www.rbc.ru/rbcfreenews/20100524200042.shtml

[АниКей]

http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?13/32/75

Вторник, 25 Мая, 2010    
Cray открывает новое поколение суперкомпьютеров моделью XE6

Компания Cray, специализирующаяся на разработке и выпуске суперкомпьютеров, официально представила новое поколение суперкомпьютерных систем в лице модели Cray XE6, ранее известной под условным обозначением Baker. Основой суперкомпьютера Cray XE6 стали процессоры AMD Opteron и новая система внутренних соединений под названием Gemini.

По словам разработчиков, Gemini «основательно изменит и существенно улучшит» передачу данных внутри суперкомпьютера. Спроектированная для многоядерных процессоров система Gemini обеспечивает 100-кратное улучшение в скорости обмена сообщениями и трехкратное уменьшение задержки. Кроме того, в Gemini реализована аппаратная поддержка глобального пользовательского адресного пространства. Отчасти разработка Gemini стала возможной, благодаря участию Cray в программе по разработке суперкомпьютеров, организованной агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency — «Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ»). Напомним, DARPA является ядром научно-исследовательской структуры министерства обороны США. Именно здесь когда-то был разработан прообраз Интернет — сеть ARPAnet.

Суперкомпьютер Cray XE6 может быть получен модернизацией существующих систем Cray XT5 и Cray XT6. Один блок суперкомпьютера может содержать до 192 64-разрядных процессоров серии AMD Opteron 6100. Кстати, это первые в мире 8-ядерные и 12-ядерные x86-совместимые CPU. Общее число ядер в одном «шкафу» — 1536 или 2304, а пиковая производительность блока достигает 12,2 или 20,2 TFLOPS соответственно. Кстати, именно процессоры AMD помогли Cray некоторое время назад помогли отобрать у IBM первенство в мировом рейтинге суперкомпьютеров.

В распоряжении каждого процессорного узла находится 32 или 64 ГБ оперативной памяти ECC DDR3. Пропускная способность подсистемы памяти узла оценивается в 85,3 ГБ/с. Каждая пара узлов оснащена собственной заказной микросхемой Gemini, выполняющей маршрутизацию и обмен информацией между узлами. Одна такая микросхема имеет 48 портов суммарной пропускной способностью 160 ГБ/с.

Наряду с аппаратными усовершенствованиями, новый суперкомпьютер отличается от своих предшественников новой версией программной среды Cray Linux Environment, выпуск которой был анонсирован в апреле текущего года.

Коммерчески доступным Cray XE6 должен стать в начале третьего квартала. Многие крупные заказчики уже подписали контракты на поставку Cray XE6. Среди них — корейская метеорологическая администрация и департамент энергетики США. Три системы Cray XE6 получит исследовательская лаборатория ВВС США. Новые суперкомпьютеры решили приобрести и другие подразделения американского военного ведомства — этому способствует наличие программы министерства по модернизации суперкомпьютерного парка.

[Nikola]

Из прочитанного можно сделать такой вывод - Суперкомпьютеры используются:
1) Расчет чего-то неизвестного (нанофизика ), где даже никто не знает что и зачем считать
2) Расчет известного и сделанного (крыла да ракеты), где известно что считать и неизвестно зачем
3) Ма-а-а-ленькая такая нишка задач где известно что и зачем считать (синоптики)
Мне вот кажется (по своему опыту) суперкомпьютеры нужны для следующего:
1) Технические и научные базы данных. Ну надоело без конца рыскать в поисках табличных данных. Ничего ж нет, а то что есть в интернете непонятно вранье или нет.
2) Инженерные базы данных. Частерько приходится изобретать давно известное, или после окончания проекта делать его заново ибо, к примеру, такие трубы слишком дорогие. Это ТАК сложно сделать да?
3) Библиотеки. Вроде бы есть техническая и научная литература но вроде бы ее и нет. Патенты тоже. Пора бы сделать открытый доступ на все.
4) Создать комплексные центры где тебе и математику помогут написать и программу составят.
ЗЫ: Вообще интересное сейчас время, вроде бы и интернет есть и тд и тп, а доступность технической информации по сравнению с союзом намного меньше.

[ДалекийГость]

Вообще интересное сейчас время, вроде бы и интернет есть и тд и тп, а доступность технической информации по сравнению с союзом намного меньше.

Да, время сейчас интересное. Читая интернет, можно очень много нового узнать про союз.

[Старый]

Суперкомпьютеры используются для:
1. математического моделирования вместо физического
2. поиска методом перебора.
 Всё.

Математическое моделирование представляет собой вовсе не рассчёт на основе неких моделей полученых какимто другим (экспериментальным) путём.  Оно представляет моделирование самой физической основы. Например в рассчёте обтекания крыла используется рассчёт взаимодействия КАЖДОЙ молекулы с соседними и с крылом. То есть моделируется сам процесс а не обсчитывается какаято его модель.

[Дмитрий В.]

Например в рассчёте обтекания крыла используется рассчёт взаимодействия КАЖДОЙ молекулы с соседними и с крылом. То есть моделируется сам процесс а не обсчитывается какаято его модель.

Ой! :shock:  Емнип, обсчитывается именно модель - описание процесса обтекания системой дифуравнений (в частных роихзводных) Навье-Стокса. Решение, естественно, численное, методом сеток (или МКЭ).  :wink:

[Старый]

Ой! :shock:  Емнип, обсчитывается именно модель - описание процесса обтекания системой дифуравнений (в частных роихзводных) Навье-Стокса. Решение, естественно, численное, методом сеток (или МКЭ).  :wink:

Нет. Это считает обычный компьютер, не супер.

[Дмитрий В.]

Ой! :shock:  Емнип, обсчитывается именно модель - описание процесса обтекания системой дифуравнений (в частных роихзводных) Навье-Стокса. Решение, естественно, численное, методом сеток (или МКЭ).  :wink:

Нет. Это считает обычный компьютер, не супер.

А супер-комп, значит, вот так прямо каждую молекулу и считает? :lol:

[Старый]

А супер-комп, значит, вот так прямо каждую молекулу и считает? :lol:

Ну не то чтоб совсем уж каждую но чем больше вычислительная мощность тем ближе к каждой молекуле...

[АниКей]

Математическое моделирование — процесс построения и изучения математических моделей.
Все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат, по сути занимаются математическим моделированием: заменяют реальный объект его математической моделью и затем изучают последнюю.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C

Определения
Никакое определение не может в полном объёме охватить реально существующую деятельность по математическому моделированию. Несмотря на это, определения полезны тем, что в них делается попытка выделить наиболее существенные черты.
Определение модели по А. А. Ляпунову: Моделирование — это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система (модель):
1.   находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом;
2.   способная замещать его в определенных отношениях;
3.   дающая при её исследовании, в конечном счете, информацию о самом моделируемом объекте.[2]
По учебнику Советова и Яковлева [3]: «модель (лат. modulus — мера) — это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.» (с. 6) «Замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделированием.» (с. 6) «Под математическим моделированием будем понимать процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта, называемого математической моделью, и исследование этой модели, позволяющее получать характеристики рассматриваемого реального объекта. Вид математической модели зависит как от природы реального объекта, так и задач исследования объекта и требуемой достоверности и точности решения этой задачи.»
По Самарскому и Михайлову [4], математическая модель — это «,,эквивалент" объекта, отражающий в математической форме важнейшие его свойства — законы, которым он подчиняется, связи, присущие составляющим его частям, и т. д.» Существует в триадах «модель-алгоритм-программа». «Создав триаду ,,модель-алгоритм-программа", исследователь получает в руки универсальный, гибкий и недорогой инструмент, который вначале отлаживается, тестируется в пробных вычислительных экспериментах. После того, как адекватность (достаточное соответствие) триады исходному объекту установлена, с моделью проводятся разнообразные и подробные ,,опыты", дающие все требуемые качественные и количественные свойства и характеристики объекта.» (с.7-8)
По монографии Мышкиса [5]: «Перейдем к общему определению. Пусть мы собираемся исследовать некоторую совокупность S свойств реального объекта a с помощью математики (здесь термин объект понимается в наиболее широком смысле: объектом может служить не только то, что обычно именуется этим словом, но и любая ситуация, явление, процесс и т. д.). Для этого мы выбираем (как говорят, строим) ,,математический объект" a' — систему уравнений, или арифметических соотношений, или геометрических фигур, или комбинацию того и другого и т. д.,— исследование которого средствами математики и должно ответить на поставленные вопросы о свойствах S. В этих условиях a' называется математической моделью объекта a относительно совокупности S его свойств.» (с.
По Севостьянову А. Г.[6] : «Математической моделью называется совокупность математических соотношений, уравнений, неравенств и т.п., описывающих основные закономерности, присущие изучаемому процессу, объекту или системе.»
Несколько менее общее определение математической модели, основанное на идеализации «вход — выход — состояние», заимствованной из теории автоматов, даёт Wiktionary: «Абстрактное математическое представление процесса, устройства или теоретической идеи; оно использует набор переменных, чтобы представлять входы, выходы и внутренние состояния, а также множества уравнений и неравенств для описания их взаимодействия.»[7]
Наконец, наиболее лаконичное определение математической модели: «Уравнение, выражающее идею.»[8]

Вычислительный эксперимент
Вычислительный эксперимент - метод исследования явления, процесса или машины, для которых разработана компьютерная модель.

Компьютерная имитация
Computer simulation
Компьютерная имитация - реализованная на ЭВМ математическая модель, оперирующая системой динамических уравнений.

Компьютерная модель
Computational model
Компьютерная модель - математическая модель, оперирующая нечисленными алгоритмами и реализованная на ЭВМ.

[Дмитрий В.]

А супер-комп, значит, вот так прямо каждую молекулу и считает? :lol:

Ну не то чтоб совсем уж каждую но чем больше вычислительная мощность тем ближе к каждой молекуле...

Ага тем мельче сетка и тем точнее решаются уравнения Навье-Стокса :lol: