Statele Unite ale Americii revin pe prima poziţie în topul supercomputerelor mulţumită unui sistem creat de IBM. În ultimii doi ani, japonezii au deţinut supremaţia cu supercomputerul Fujitsu K. Sistemul IBM Sequoia funcţionează cu ajutorul a 1,57 milioane de nuclee şi este de 1,55 ori mai rapid decât Fujitsu K.
Sequoia foloseşte serverele IBM BlueGene/Q şi este instalat în Laboratorul Naţional Lawrence Livermore din cadrul NNSA (Administraţia Naţională pentru Securitate Nucleară). Oamenii de ştiinţă au obţinut o putere de procesare de 16,32 petaflopi. Asta înseamnă că, într-o oră, Sequoia este capabil să efctueze calcule care ar fi necesitat 320 de ani şi eforturile a 6,7 miliarde de oameni, dacă ei ar fi folosit calculatoarele standard. Fujitsu K are o putere de procesare de 10,51 petaflopi.
Potrivit listei Top 500, care clasifică cele mai puternice supercomputere din lume, Sequoia este şi unul dintre cele mai eficiente din punct de vedere al consumului de energie.
De la teste nucleare, la recrearea Big Bang-ului
Puterea de procesare enormă a acestor sisteme le permite să rezolve probleme ştiinţifice complexe. Vă prezentăm în continuare 5 întrebuinţări ale supercomputerelor.
1. Testarea arsenalului nuclear
Testarea armelor nucleare a fost interzisă în SUA încă din 1992, dar asta nu înseamnă că tehnologia nucleară este învechită. Programul Stockpile Stewardship se foloseşte de teste de laborator şi simulări computerizate pentru a asigura funcţionalitatea şi siguranţa armelor nucleare.
Fruntaşul IBM Sequoia vine în ajutorul Stockpile Stewardship. Noul computer american va fi folosit pentru construirea modelelor de arme nucleare, ceea ce va permite să se renunţe la testele subterane. Sequoia va preveni mai uşor eventualele ameninţări nucleare şi va prelungi durata de viaţă a armelor.
2. Cartografierea fluxului sanguin
Lungimea totală a venelor, arterelor şi capilarelor din corpul uman este între 97.000 şi 161.000 km. Pentru a urmări fluxul sanguin prin acest sistem complex de vase, profesorul de matematică aplicată George Karniadakis, de la Univesitatea Brown, se foloseşte de mai multe laboratoare şi supercomputere.
Într-o lucrare publicată în 2009, profesorul Karniadakas şi echipa sa descriu fluxul sanguin prin creierul unei persoane normale în comparaţie cu cel al unei persoane cu hidrocefalie (acumularea anormală de lichid cefalorahidian în cavităţile creierului). Rezultatele îi pot ajuta pe cercetători să înţeleagă mai bine atacurile cerebrale, traumele cerebrale, precum şi alte boli.
3. Prezicerea uraganelor
În 2008, când uraganul Ike se apropia de coasta de sud a Americii, meteorologii au apelat la supercomputerul Ranger pentru a încerca să afle traiectoria furtunii, potrivit techdailynews.com. Acest supercomputer, care poate efectua 579 trilioane de calcule pe secundă, aflat în Centrul de Computeristică Avansată din Texas, s-a folosit de datele oferite de aeronavele Agenţiei Naţionale de Oceanografie şi Atmosferică pentru a calcula posibile rute ale uraganului.
Simulările sunt utile şi după terminarea furtunii. Când uraganul Rita a lovit statul Texas în 2005, cercetătorii de la Laboratoul Naţional Los Alamos din New Mexico au oferit date despre reţele şi centralele electrice vulnerabile, ajutând autorităţile să ia decizii în ceea ce priveşte evacuarea şi reparaţiile necesare.
4. Plierea proteinelor
În 1999, IBM a anunţat că plănuieşte să construiască cel mai rapid supercomputer din lume. Prima provocare pentru minunea tehnologică intitulată BlueGene – dezlegarea misterelor legate de plierea proteinelor.
Proteinele sunt alcătuite din şiruri lungi de aminoacizi împăturite în forme tridimensionale complexe. Funcţia lor este dată de formă. Când o proteină nu se pliază cum trebuie, pot exista consecinţe serioase, precum fibroza chistică, boala vacii nebune şi Alzheimer. Desluşirea modului de pliere a proteinelor şi a motivului pentru care unele se pliază greşit este primul pas în vindecarea acestor boli.
Între timp, proiectul BlueGene s-a extins considerabil. În noiembrie 2009, un sistem BlueGene din Germania folosit pentru plierea proteinelor era clasat pe locul 4 în lista Top 500, având puterea de a efectua o mie de trilioane de calcule pe secundă.
5. Recrearea Big Bang-ului
„Care este originea Universului?”. Pentru a răspunde la această întrebare, oamenii de ştiinţă au nevoie de ajutorul supercomputerelor.
Big Bang-ul a avut loc acum mai bine de 13 miliarde de ani, la temperaturi de trilioane de grade Celsius. Simulările efectuate pe supercomputere le permit cercetătorilor să afle ce s-a întâmplat în timpul expansiunii energiei şi materiei.
Oamenii de ştiinţă de la în Centrul de Computeristică Avansată din Texas încearcă să simuleze crearea primei galaxii, în timp ce la NASA se simulează crearea stelelor din praf cosmic şi gaze.
Aceste simulări le permit fizicienilor să răspundă la unele întrebări legate de materia întunecată. Materia întunecată invizibilă constituie aproximativ 25% din univers iar energia întunecată – 70%. Cu ajutorul supercomputerului IBM Roadrunner, cercetătorii pot rula simulări care necesită mai mult de un trilion de calcule pe secundă, permiţând crearea celor mai realiste modele ale universului.
