2008年11月21日
领导的一个研究小组由美国能源部的托马斯Schulthess橡树岭国家实验室收到了著名的2008年计算机协会(ACM)戈登·贝尔奖周四达到最快的科学超级计算应用程序性能。
Schulthess组长ORNL的计算材料科学组和最近接受了瑞士国家超级计算中心的主任职务没有,苏黎世亚博网站下载联邦理工亚博老虎机网登录学院的一个机构。他和他的同事托马斯•迈尔迈克尔•萨默斯和冈萨洛Alvarez ORNL,实现每秒1352万亿计算,或1.352每秒ORNL的克雷XT美洲豹超级计算机模拟的超导体,或材料,导电没有抵抗。亚博网站下载通过修改其DCA的算法和软件设计+ +代码速度不牺牲准确性最大化,团队能够提高性能十倍的帮助下约翰几何和克雷公司的杰夫•拉金。
捷豹最近升级到1.64 petaflop的峰值性能,使其成为世界上第一个计算机系统致力于开放的研究。团队的模拟有效地使用150000年捷豹的180000多处理核心探索电导率。
把成就,需要每一个男人、女人和儿童在地球上500多年工作通过尽可能多的计算DCA + +会在一天之内——这是假设每个人日夜工作解决计算。
研究人员了解超导体了近一个世纪,珍视这些材料导电没有抵抗的能力,或能量损失,尤其是强磁场。亚博网站下载超导材料有明显的潜在应用在电力传亚博网站下载输,和超导磁体发现在医院磁共振成像机器,欧洲大型强子对撞机粒子加速器等,和磁悬浮运输系统。
挑战在于,超导材料必须非常,非常冷。亚博网站下载甚至所谓的高温超导体——在1980年代中期发现的——必须冷却到一个“转变温度约�°F之前他们表现出惊人的行为。此外,一个完整的科学解释是失踪的高温超导体是如何工作的。
团队使用DCA c++应用程序在一个有前途的数学框架称为二维哈伯德模型。这些模拟第一它有足够的计算能力超越理想,完美有序的材料。亚博网站下载通过观察材料障碍——或者杂质亚博网站下载——团队正朝着一定不完美的材料发现在现实世界中。
“真正的材料非常不均亚博网站下载匀”,指出团队成员ORNL的托马斯•迈尔。
具体来说,团队专注于化学障碍在高温超导体称为铜酸盐层的铜氧化物层的绝缘材料。通过推进我们的理解之间的相互作用这些缺陷和超导,承诺帮助研究人员工作推动转变温度越来越高,可能接近“室温超导体,”的崇高目标或材料,表现出这种行为没有人工冷却。亚博网站下载
研究小组研究了当地电子间的斥力在同一原子。因为电子有一个负的电荷,他们推开另一个称为库仑排斥。成为超导材料,然而,电子必须克服这种排斥并加入到单位称为库伯对。团队希望利用较早的发现表明绝缘材料促进这个过程通过电子远离铜氧化层。
“如果你画电子远离铜氧化物层,他们成为超导,”梅尔说。“问题是,如果你更换镧锶,例如。你有不同的潜力,但是你也应该有不同的库仑斥力在每个站点。”
实现持续在仿真速度,团队由两个基本变化DCA c++应用程序,让它延迟内存密集型操作和使用更少的内存密集型数据形式。这两种技术利用这一事实DCA + +使用蒙特卡罗方法,依赖于变量的随机抽样来探索系统,如二维哈伯德模型,不会让自己一个确切的解决方案。
这两种方法之间,团队可以提高应用程序的速度大约10倍,根据团队成员的马库斯•艾森巴赫ORNL的国家计算科学中心。亚博老虎机网登录这个增长速度允许团队看更多种类的材料增加细节。亚博网站下载