Суперкомпьютеры в ракетно-космической отрасли

[sleo]

Рассказывает заместитель генерального директора РНИИ КП (Российские космические системы)  В нашей студии - Валерий Богомолов, заведующий лабораторией космической робототехники Центрального НИИ машиностроения, академик Российской академии космонавтики имени Циолковского, а также академик Академии изобретательства.


Богомолов: И в вакууме не можете рукой работать. Суньте руку в вакуум - она закипит. Нанофабы так устроены. На Земле это вакуумные камеры, в которых есть пьезоэлектрические виброприводы, которые способны на такие перемещения. И, прежде всего, нанотехнологии дают вакуум бесплатно. Чтобы получить вакуум, мы должны качать и качать, избавиться от атмосферы. Уже сейчас существуют эксперименты с газовыми кристаллами - это и есть нанотехнологии.

Не подскажете, чтО это такое -  газовые кристаллы? И как именно они  дают вакуум бесплатно?

[АниКей]

увы, птичий язык нанотехнологий не моя сфера, тем более в невнятной  формулировке в передаче  :oops:

[sleo]

увы, птичий язык нанотехнологий не моя сфера, тем более в невнятной  формулировке в передаче  :oops:

Подозреваю, что человек (пусть даже академик всех академиев), говорящий о газовых кристаллах с дармовым вакуумом, такой же специалист и по другим вопросам...

[zyxman]

Не подскажете, чтО это такое -  газовые кристаллы? И как именно они  дают вакуум бесплатно?

хм, гугль знает все:

Механическое воздействие лазерного излучения на атомы (ШАЛАГИН А.М. , 1999), ФИЗИКА

При локализации атомов в узлах стоячих волн получаем специфический объект - газовый кристалл

http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/868.html

хотя конечно увязать это с дармовым вакуумом, это явно нужно иметь партийный опыт..

[sleo]

Не подскажете, чтО это такое -  газовые кристаллы? И как именно они  дают вакуум бесплатно?

хм, гугль знает все:

Механическое воздействие лазерного излучения на атомы (ШАЛАГИН А.М. , 1999), ФИЗИКА

При локализации атомов в узлах стоячих волн получаем специфический объект - газовый кристалл

http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/868.html

хотя конечно увязать это с дармовым вакуумом, это явно нужно иметь партийный опыт..

Есть и более "натуральные" газовые кристаллы:
http://www.ebiblioteka.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/Uspechi_Fiz_Nauk/1978/6/r786f.pdf

В данной статье мы будем рассматривать кристаллы, основу которых составляют атомы инертного газа или простые молекулы (типа N2, H2). Связь между атомами или молекулами в таком кристалле осуществляется за счет слабых ван-дер-ваальсовых сил притяжения. Поэтому энергия притяжения между соседними частицами кристалла невелика и они существуют только при низких температурах. С другой стороны, расстояния между соседними частицами превышают их размеры. По этой причине рассматриваемый кристалл (который мы будем называть газовым кристаллом) является наиболее рыхлым твердым веществом и оказывается наиболее подходящим «наполнителем» при исследовании различных систем и процессов, которые в газовой среде трудно осуществить.

Но какое это имеет отношение к вакууму?

[zyxman]

Кристаллы в принципе все-же имеют отношение к вакууму.

Больше 20 лет назад, ЕМНИС в журнале "юный техник" была высказана идея, что для ускорителей совсем не обязательно делать трубу, которую нужно вакууммировать итд.
- Ведь заряженным частицам не нужны макро-тоннели - им-бы хватило и расстояния, которое типично есть между атомами вещества, просто нужно сделать чрезвычайно регулярную решетку, с абсолютной стабильностью, чтобы на пути пучка не оказалось ни единого атома.
Такую "трубу" действительно не нужно вакууммировать, тк молекулы газа просто не смогут внутрь залететь.
Конкретно углеродные нанотрубки уже вполне тянут на роль такого кристалла, только их еще не научились выращивать достаточной длины.

[Alex Barri]

Дык где же Ваш жидкий азот с незалежной??

[sleo]

Кристаллы в принципе все-же имеют отношение к вакууму.

Больше 20 лет назад, ЕМНИС в журнале "юный техник" была высказана идея, что для ускорителей совсем не обязательно делать трубу, которую нужно вакууммировать итд.
- Ведь заряженным частицам не нужны макро-тоннели - им-бы хватило и расстояния, которое типично есть между атомами вещества, просто нужно сделать чрезвычайно регулярную решетку, с абсолютной стабильностью, чтобы на пути пучка не оказалось ни единого атома.
Такую "трубу" действительно не нужно вакууммировать, тк молекулы газа просто не смогут внутрь залететь.
Конкретно углеродные нанотрубки уже вполне тянут на роль такого кристалла, только их еще не научились выращивать достаточной длины.

Так, вернемся к первоисточнику:

Богомолов: И в вакууме не можете рукой работать. Суньте руку в вакуум - она закипит. Нанофабы так устроены. На Земле это вакуумные камеры, в которых есть пьезоэлектрические виброприводы, которые способны на такие перемещения. И, прежде всего, нанотехнологии дают вакуум бесплатно. Чтобы получить вакуум, мы должны качать и качать, избавиться от атмосферы. Уже сейчас существуют эксперименты с газовыми кристаллами - это и есть нанотехнологии.

Как видим, речь идет об обычных вакуумных камерах, а не о межатомных ячейках, в которых ничего нет.

[АниКей]

Эксперимент "Плазменный кристалл" идет на орбите уже 10 лет. Его начали проводить еще на станции "Мир". http://www.ihed.ras.ru/napr4.shtml

Термином «Плазменный кристалл» обозначаются упорядоченные структуры, состоящие из заряженных в плазме пылевых частиц микронного размера. Они аналогичны решетчатой структуре кристаллических материалов и характеризуются постоянной решетки, составляющей, в отличие от параметра обычных кристаллов, доли миллиметра, что позволяет наблюдать их невооруженным глазом.

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/242/12.shtml и  здесь http://nauka.relis.ru/05/0507/05507042.htm
а что имел в виду академик - не ясно пока

[Chilik]

...заряженным частицам не нужны макро-тоннели - им-бы хватило и расстояния, которое типично есть между атомами вещества, просто нужно сделать чрезвычайно регулярную решетку, с абсолютной стабильностью, чтобы на пути пучка не оказалось ни единого атома...

Дополнительная информация тут: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/92941/%D0%9A%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5

[Chilik]

а что имел в виду академик - не ясно пока

Один одногруппник осел за океаном. Занимается изучением того, как атомы выстраиваются в магнитном поле стройными рядами при лазерном охлаждении до микрокельвиновых температур. Возможно, оно.

[zyxman]

Как видим, речь идет об обычных вакуумных камерах, а не о межатомных ячейках, в которых ничего нет.

Речь идет о пустопорожних фразах, из которых мы пытаемся вытянуть смысл, которого вероятно нет :lol:

[GALIN]

Lawrence Berkeley National Laboratory:

 Ultra-Efficient Exascale Scientific Computing (pdf 24p)

Energy-Efficient Computing For Extreme-Scale Science (pdf 10p)

[АниКей]

наглядная история развития вычислительной техники в Арзамасе-16-Сарове.
http://holmogor.livejournal.com/1973850.html

[АниКей]

БЭСМ-6 1 млн. операций в секунду. Разработана в 1966. До начала 1990-х была главным расчетным средством при полевых испытаниях.
http://holmogor.livejournal.com/1973850.html

[zyxman]

БЭСМ-6 1 млн. операций в секунду.

Явно стОит отметить, что это не совсем те операции в секунду, о которых мы говорим сейчас - у современных компьютеров набор операций упрощенный, оптимизированный для высокой частоты выполнения, поэтому для той-же задачи старым машинам требовалось выполнить меньше инструкций чем современным.
Поэтому реальное время выполнения одинаковой задачи на БЭСМ-6 было близко к 80286, у которых количество операций в секунду было значительно больше.

[АниКей]

Академик Анатолий КОРОТЕЕВ: "Ядерная энергетика способна обеспечить качественный скачок в развитии космонавтики"

... Кстати, фаза компьютерного моделирования раньше не была характерна для создававшихся изделий космической техники, но сегодня она совершенно необходима. На примере последних двигателей, которые разрабатывались в России, Франции и США, стало ясно, что классический старый метод, когда делалось большое количество опытных экземпляров для испытаний, является отжившим.

      Сегодня, когда возможности вычислительной техники очень высокие, особенно с появлением суперкомпьютеров, мы можем обеспечить физико-математическое моделирование процессов, создать виртуальный двигатель, проиграть возможные ситуации, просмотреть, где подводные камни, и только после этого идти на создание двигателя как говорится "в железе".

      Вот показательный пример. Вы наверняка слышали о созданном для американцев в КБ "Энергомаш" двигателе РД - 180 для ракеты "Атлас". Вместо 25-30 экземпляров, которые обычно уходили на отработку двигателя, понадобилось всего 8, и РД-180 сразу пошел в жизнь. Потому что разработчики дали себе труд все это "проиграть" на компьютерах....

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=182

[АниКей]

Роскосмосу выделен 191 млн руб. на системы мониторинга[/size]
текст: Иван Панин/Infox.ru

Владимир Путин выделил 160 млн руб. на создание интеллектуальных систем мониторинга и контроля состояния технически сложных объектов. Еще 31 млн руб. пойдет на разработку системы слежения и мониторинга подвижных объектов.

Федеральное космическое агентство России (Роскосмос) в 2010 году получит 191 млн руб. из федерального бюджета на создание систем мониторинга и слежения. Соответствующее распоряжение подписал премьер-министр Владимир Путин, передает РИА «Новости».

На создание системы слежения и мониторинга подвижных объектов выделен 31 млн руб., на интеллектуальные системы мониторинга и контроля состояния технически сложных объектов — 160 млн руб.

В течение месяца Роскосмос должен внести в правительство проекты нормативных актов, необходимых для реализации распоряжения.

В 2010 году Путин уже направил 5327 млн руб. на реализацию проектов по модернизации и технологическому развитию экономики России.

500 млн руб. выделено на создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Из них 430 млн руб. — Росатому, а 70 млн руб. — Роскосмосу. Космическое агентство получило и 180 млн руб. на проект ЭРА ГЛОНАСС.

На обеспечение высокоскоростного доступа к информационным сетям через системы спутниковой связи Минкомсвязи выделено 500 млн руб.

В общей сложности почти 2 млрд руб. пойдет на создание компьютерных технологий и разработку программного обеспечения. Из них большую часть получит Росатом — 1,1 млрд руб. на развитие суперкомпьютеров и грид-технологий.[/size] 554 млн руб. выделено Рособразованию, 196 млн руб. — ФСБ, 147 млн руб. — Минздравсоцразвития.

На совершенствование медицинской техники и фармацевтики будет потрачено 1,1 млрд руб. На повышение энергоэффективности — 1 млрд руб.

http://www.infox.ru/science/universe/2010/07/06/Roskosmosu_vyydyelye.phtml

[АниКей]

опубликовано 5 июл '10 10:00
Компьютер показал рождение и смерть Млечного Пути[/size]
текст: Павел Котляр/Infox.ru
видео: Durham University
Модель рождения нашей Галактики показала космологам, что каждая сотая звезда в ней старше Млечного Пути. Заодно ученые подсмотрели будущее этой части Вселенной

Сведения о строении Вселенной, ее прошлом и процессах, протекающих в различных космических объектах, астрономы получают не только на основе новых наблюдательных данных. С развитием вычислительной техники ученые получили мощный инструмент, позволяющий и моделировать процессы, которые видны непосредственно, и воссоздавать эволюцию таких сложных объектов, как галактики, звезды и протопланетные диски.
Время — назад

Группа ученых из института вычислительной космологии Университета Дарема использовала суперкомпьютер, чтобы «обратить время вспять» и увидеть первые этапы формирования нашей галактики Млечный Путь. В основу трехмерных вычислений эволюции системы из N-гравитирующих точек легли данные о существующем распределении звезд в гало Млечного Пути. Гало — невидимый сферический компонент галактики, который простирается за ее видимую часть. Состоит гало в основном из очень старых, неярких маломассивных звезд.

Они встречаются и поодиночке, и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звезд. Моделирование показало, что многие из этих звезд не «коренные жители», а вырваны взаимным притяжением других, сталкивающихся галактик, давших жизнь Млечному Пути. По мнению космологов, ранняя Вселенная включала большое число небольших протогалактик, существовавших относительно недолго. Они постоянно сталкивались, и из осколков этих столкновений формировались галактики, похожие на Млечный Путь. Ученые считают, что их открытие подкрепило теорию, утверждающую, что древнейшие звезды Млечного Пути ранее принадлежали другим галактикам, а не сформировались одновременно с нашей.
Галактические археологи

«Фактически мы стали галактическими археологами, отыскивающими места в галактике, в которых могут скрываться древнейшие звезды. Наши вычисления показывают, насколько по-разному древние артефакты Млечного Пути связаны с событиями, происходившими в далеком прошлом. Как древние пласты породы несут информацию об истории Земли, звездное гало хранит данные о драматичном первоначальном этапе жизни Млечного Пути, который завершился задолго до рождения Солнца», — пояснил автор исследования Эндрю Купер, чья работа напечатана в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Просчитывать эволюцию галактики на основе решения законов движения материи ученые стали с этапа, начавшегося 13 млрд лет назад — «вскоре» после Большого взрыва. Пока это наиболее реалистичная модель эволюции, включающая такие тонкие процессы в образовании гало, как «звездные выбросы» — вырывание отдельных звезд из галактик-предшественников притяжением темной материи. Лишь одна из ста звезд Млечного Пути принадлежит гало, которое гораздо больше спиральных рукавов.

«Эти вычисления показывают, что необходимые ключи к пониманию ранней, бурной истории Млечного Пути находятся на задворках галактики», — добавил профессор Карлос Френк, соавтор исследования.

Моделирование эволюции нашей Галактики проводилось в рамках более глобального проекта Aquarius по моделированию возникновения галактик, похожих на Млечный Путь, с использованием суперкомпьютеров.

http://www.infox.ru/science/universe/2010/07/02/Kompyutyer_uvidyel_r.phtml

[АниКей]

http://marker.ru/news/1432
 среда, 28 июля 2010 года
10:53 // Александр Кондратьев
В «Росатоме» сделали суперкомпьютер — не очень мощный, но российский[/size]

Среди проектов, одобренных президентской комиссией по модернизации экономики,комиссия при президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России — предложение «Росатома»Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» объединяет более 250 предприятий и научных организаций, в числе которых все гражданские компании атомной отрасли России, предприятия ядерного оружейного комплекса, научно-исследовательские организации и атомный ледокольный флот  по созданию российских суперкомпьютеров. В США до сих пор существуют ограничения на ввоз мощных компьютеров в нашу страну. «Росатом» предлагает собирать такую технику в России из свободно импортируемого иностранного «железа». Программы будут в основном свои, российские — на основе свободного ПО.

Супер-ЭВМ от «Росатома»

Производительность мощных компьютеров принято измерять в Терафлопсах (Тфлопс). 1 Тфлопс — это триллион операций с плавающей запятой в секунду.FLOPS — от англ. Floating point Operations Per Second (операций с плавающей точкой в секунду). Как известно, в США целую часть числа от дробной отделяют не запятой, а точкой Согласно июньскому рейтингу, самый быстрый суперкомпьютер миранаходится в Окриджской национальной лаборатории (США) имеет пиковую производительность 2331 Тфлопс, а его «крейсерская» скорость — 1759 Тфлопс.

Относящий к российскому атомному ведомству Российский федеральный ядерный центр (РФЯЦ)ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», находится в г. Сарове Нижегородской области (бывший Арзамас-16). Именно здесь в 1940-х гг. была изготовлена советская атомная бомба представил комиссии по модернизации экономики проект серии российских суперкомпьютеров. Суммарную производительность всей серии к 2012 г. планируется довести до 1900 Тфлопс.Госкорпорация «Росатом» — 1400 Тфлопс, МГУ — 500 Тфлопс РФЯЦ обещает к ноябрю 2010 г. создать фрагмент суперкомпьютера нового поколения и оснастить его свободным программным обеспечением. А к сентябрю 2011 г. образец должен быть полностью готов.

Еще одна задумка РФЯЦ — серия компактных супер-ЭВМс возможностью эксплуатации в обычных рабочих помещениях, без использования дорогостоящих инженерных систем и специального персонала производительностью 1 Тфлопс. Первый образец такой машины уже передан на испытания в ОАО «Компания ,,Сухой"». К концу нынешнего года планируется создать не менее 14 таких компьютеров.

«1 Тфлопс — это достаточно простая конструкция», — заявил «Маркеру» Николай Суетин, директор по новым проектам в сфере разработок и исследований Intel в России и СНГ. По его словам, таких компьютеров в мире уже десятки тысяч.

90% программ на российских суперкомпьютерах будут свободными (в том числе 50% напишут в самом РФЯЦ, 40% — адаптируют) и только 10% — коммерческими.

Потребителями российских суперкомпьютеров должны стать компании из отраслей авиастроения, атомной энергетики, автомобилестроения,КамАЗ ракетно-космической. Атомщики обещают им заметный экономических эффект от использования супер-ЭВМ: сокращение сроков и затрат на разработку новой авиационной техники до 15–20%, снижение себестоимости в автомобилестроении до 15–25%, удешевление экспериментальной отработки моделей ракетоносителей до 30%.

Для разработки и внедрения программ имитационного моделирования на супер-ЭВМ «Росатому» требуется 6890 млн руб. (4170 млн руб. за счет средств федерального бюджета, 2720 млн руб. — от отраслевых компаний — участников проекта), сообщили «Маркеру» представители ведомства.
Покупай российское

Как рассказали «Маркеру» в компании Intel, Россия, Китай и Индия входят в список стран, продажи в которые американских высокопроизводительных компьютерных систем контролируются правительством США. Для ввоза такой техники надо получать отдельное разрешение. Против применения в «мирных целях» пока никаких возражений не возникало.

Можно заметить, что супер-ЭВМ от «Росатома» планируется использовать в том числе в ракето- и самолетостроении, атомной промышленности. Конечно, эту технику создают на базе иностранных комплектующих. Но их удастся ввезти в страну без проблем. На рынке суперкомпьютеров давно уже победили модели на базе стандартных, массовых архитектур — из-за их относительной дешевизны, быстрого прогресса, надежности и высокой совместимости программных продуктов.