Superkomputer przewidzi skutki trzęsienia

Blue Waters, budowany właśnie komputer o największej mocy obliczeniowej, nie będzie grał w szachy. Posłuży do prognozowania skutków trzęsień ziemi.

Właśnie w tym celu inżynierowie wyposażyli go w moc obliczeniową 10 petaflopsów - poinformowało pismo informatyczne Computerworld. 

Jakim obszarem się zajmie? Oczywiście, Kalifornią. Wzrost liczby trzęsień ziemi na świecie w ciągu ostatnich kilku lat spowodował, że Southern California Earthquake Center, które zajmuje się niespokojnym Uskokiem San Andreas, zintensyfikowało swoje badania.

- Jesteśmy bardzo zatroskani obecnym stanem uskoków w Południowej Kalifornii - twierdzi Thomas Jordan, dyrektor Southern California Earthquake Center. Jego zdaniem, zwłaszcza Uskok San Andreas wydaje się "zamknięty i gotów do przemieszczeń", co oznacza nadchodzące trzęsienia ziemi o dużej sile. Jak wiadomo, trzęsienia w Kalifornii są naprawdę silne i śmiercionośne.

Zespół Jordana już uruchomił symulację, aby sprawdzić, w jaki sposób trzęsienie ziemi może wpłynąć na Południową Kalifornię. Na razie symulacji dokonano w Oak Ridge National Laboratory na superkomputerze Jaguar o mocy obliczeniowej 1,75 petaflopsa (1 petaflops = 1 biliard operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę). To Jaguar był najszybszym komputerem, dopóki szybszej maszyny nie skonstruowali Chińczycy (pisaliśmy o tym kilka tygodni temu). Chiński superkomputer Tianhe-1A ma moc 2,5 petaflopsów.

Superkomputery pomogły już nie raz w przewidywaniu skutków katastrof, m.in. prowadziły symulację możliwej katastrofy ekologicznej po wypływie ropy z platformy wiertniczej BP Deep Horizon, wspomagały badania nad działaniem komórek na poziomie atomowym i rozłamywanie kodu genetycznego.

- Zwykle uczymy się jak to wygląda z twardych doświadczeń po samym trzęsieniu, ale myślimy, że teraz możemy się wiele nauczyć z samych symulacji. Nie umiemy przewidzieć przyszłości; nie umiemy przewidzieć trzęsień ziemi. Ale możemy uruchomić jak najbardziej realistyczne symulacje, żeby poznać, jakie mogą one mieć skutki i jakie sygnały przed nimi ostrzegają - powiedział Jordan magazynowi Computerworld.

Symulacje mają pokazać, jak najlepiej przygotować się do trzęsienia ziemi. Im szybszy komputer, tym dokładniej pokaże, jak trzęsienia ziemi, w zależności od ich magnitudy, dotkną poszczególne kwartały miast, zniszczą czy uszkodzą ich infrastrukturę i budynki; symulacje te mogą także powiedzieć, gdzie będzie ryzyko powstania pożarów. Do tego potrzebne są jednak moce obliczeniowe, których nie mają nawet obecnie istniejące superkomputery.

I właśnie dlatego w sierpniu 2007 roku National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois w Urbana-Champaign, oraz firma IBM podpisały porozumienie o budowie ośrodka o nazwie The National Petascale Computing Facility, w którym powstaje najmocniejszy superkomputer na świecie - IBM Blue Waters o mocy 10 petaflopsów.

Blue Waters ma ruszyć w przyszłym roku i od razu zajmie go zespół Jordana. Badania nad skutkami trzęsienia ziemi w Kalifornii są pilne - płyta Pacyfiku przesuwa się bowiem z szybkością około 50 cm na każde 100 lat. Dwa lata temu biuro California Geological Survey opierając się na danych z symulacji dokonywanych właśnie na superkomputerach oceniło że z 99 proc. prawdopodobieństwem należy spodziewać się w Kalifornii w ciągu następnych 30 lat trzęsienia ziemi o magnitudzie 6,7 lub wyższej.

Blue Waters ma posiadać najszybsze rdzenie "w swojej generacji". Składa się z modułów, z których każdy zawiera 32 rdzeniową jednostkę SMP, mieszczącą cztery 8 rdzeniowe procesory Power 7, pamięć operacyjną i system operacyjny. Przepustowość wynosi 1,1 terabajta na sekundę, a cały system został tak wykonany, aby zmniejszyć liczbę przeskoków.

Po rozbudowie w pełnej konfiguracji cały superkomputer będzie posiadał ponad 300 000 rdzeni, a cały system superkomputera - bez stanowisk dla pamięci masowych, gdzie znajdować się będą dane i pliki wynikowe - zajmie 465 metrów kwadratowych. Moduły maszyny mają być chodzone chłodziwem, którego głównym składnikiem będzie woda. Pracować one będzie w temperaturze około 80 st. C.

Ile kosztuje taka zabawka? Koszt Blue Waters bez infrastruktury wyniesie 300 mln USD. Warto dodać, że superkomputerem o największej wydajności ma być tylko przez rok. W 2012 roku w Oak Ridge National Laboratory i w Lawrence Livermore National Laboratory mają być zainstalowane bliźniacze superkomputery o mocy 20 petaflopsów.

Zapotrzebowanie na moc superkomputerów ze strony badaczy rośnie z każdym rokiem. W grę wchodzą bowiem zaawansowane badania nad rozprzestrzenianiem się wirusów (HIV, H1N1) w komórkach, analizy, mające na celu stworzenie dokładnych lokalnych prognoz pogody, badania nad fizyką nuklearną m.in. zimną fuzją, mechaniką płynów oraz analizy statystyczne na wielkich liczbach.

Wkrótce zaczną powstawać maszyny o mocy obliczeniowej liczonej w exaflopsach. Komputery takie będą 1000 razy bardziej wydajne niż obecne superkomputery o mocy liczonej w petaflopsach. Pierwszy z nich jednak nie powstanie zapewne przed 2018 rokiem - pisze Computerworld. 

(ew)