Гравитационная труба - Gravity Pipe

"ВИНОГРАД-3" перенаправляется сюда. Об одноименном астрономическом эксперименте см. ВИНОГРАД-3.
Для системы обработки графики см. ВИНОГРАД.

Гравитационная труба (сокращенно ВИНОГРАД) - это проект, который использует аппаратное ускорение выполнять гравитационные вычисления. Интегрирован с Беовульф бытовые компьютеры, система GRAPE рассчитывает сила гравитации, что данный масса, например звезда, оказывает на других.[1] Проект находится по адресу Токийский университет.

Компонент аппаратного ускорения GRAPE "передает" вычисление силы в универсальный компьютер, служащий узлом в параллельный кластер как самый внутренний цикл гравитационной модели.

Его сокращенное название ВИНОГРАД было выбрано как преднамеренная ссылка на Apple Inc. линейка компьютеров.[1]

Метод

Первичный расчет в оборудовании GRAPE - это сумма сил между конкретной звездой и каждой другой звездой в моделировании. Несколько версий (ВИНОГРАД-1, ВИНОГРАД-3 и ВИНОГРАД-5) используют Логарифмическая система счисления (LNS) в конвейере, чтобы вычислить приблизительную силу между двумя звездами, и взять антилогарифмы компонентов x, y и z перед добавлением их к их соответствующей сумме.[2] ВИНОГРАД-2, ВИНОГРАД-4 и ВИНОГРАД-6 используют плавающая точка арифметика для более точного расчета таких сил. Преимущество логарифмино-арифметических версий состоит в том, что они позволяют использовать больше и быстрее параллельных каналов при заданной стоимости оборудования, потому что все, кроме суммы, составляющей алгоритм GRAPE (1,5 степени суммы квадратов входных данных, деленной на входные данные) легко выполнять с LNS. GRAPE-DR состоит из большого количества простых процессоров, работающих в SIMD мода.[3]

Заявление

ВИНОГРАД использовался при моделировании формирования планет.

GRAPE вычисляет приблизительные решения исторически трудноразрешимых проблема н-тела, что представляет интерес астрофизика и небесная механика. п относится к количеству небесных тел в данной задаче. В то время как проблема с двумя телами была решена Законы Кеплера в 17 веке любое вычисление при n> 2 исторически было почти невозможной задачей. Аналитическое решение существует для п = 3 хотя полученный ряд сходится слишком медленно, чтобы иметь практическое применение. Для n> 2 решения обычно рассчитываются численно путем определения взаимодействия между всеми частицами. Таким образом, вычисление масштабируется как n².

GRAPE помогает в расчетах взаимодействий между частицами, где взаимодействие масштабируется как x−2. Эта зависимость является аппаратной, что значительно сокращает время вычислений. Эти проблемы включают эволюцию галактики (сила гравитации масштабируется как r−2). Подобные проблемы существуют в молекулярная химия и биология, где рассматриваемая сила будет скорее электрической, чем гравитационной.

В 1999 году Марсельская обсерватория опубликовал исследование по моделированию образования протопланет и животных с большим планетным телом.[4] В этом моделировании использовалась система GRAPE-4.[4]

Призы

Архитектура GRAPE-5, основанная на LNS, победила в категории «Цена-производительность» Приз Гордона Белла в 1999 г. - около 7 долл. за МегаФЛОПС. В этой категории измеряется ценовая эффективность конкретной машины с точки зрения цены в долларах за мегафлопс. Конкретная реализация "Виноград-6" также выиграла призы в 2000 и 2001 годах (см. Внешние ссылки). Grape-DR занял первое место в июньском списке Little Green500 List за 2010 год.[5] рейтинг суперкомпьютеров производительность на единицу потребляемой мощности опубликовано Green500.org.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «На переднем крае: суперкомпьютер GRAPE-6». ABCNEWS.com. Архивировано из оригинал на 2003-11-13. Получено 2007-02-20.
  2. ^ Макино, Дзюнъитиро; Тайцзи, Макото (1998). Научное моделирование на специальных компьютерах: системы GRAPE. Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-96946-4.
  3. ^ Макино, Дзюнъитиро (весна 2009 г.). «Специализированное оборудование для суперкомпьютеров». Обзор SciDAC (12). ВГД.
  4. ^ а б Athanassoula, E; Баржа, П (1999-01-01). «Динамическая эволюция планетезималей, управляемых массивной планетой: первые симуляции». Физика и химия Земли, Часть C: Солнечная, земная и планетарная науки. 24 (5): 557–559. Дои:10.1016 / S1464-1917 (99) 00091-4. ISSN  1464-1917.
  5. ^ "Список Little Green500 за июнь 2010 г.". Архивировано из оригинал на 24.09.2010.
  6. ^ «Nikkei Electronics: японский суперкомпьютер занял 1-е место в списке Little Green500». 2010.

внешняя ссылка