Розрахунок математичної моделі Osiris задіяв усі 1572864 обчислювальних ядра суперкомп'ютера Sequoia
Дослідники з Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratories, LLNL) Міністерства енергетики США провели розрахунок математичної моделі Osiris, який став рекордним на сьогоднішній день математичним моделюванням, проведеним за допомогою суперкомп'ютера. Під час розрахунків математичної моделі Osiris були задіяні всі 1572864 обчислювальних ядра суперкомп'ютера IBM BlueGene/Q " Sequoia, що з-за того, що суперкомп'ютер Titan не може вийти на повну потужність, фактично є найпотужнішим суперкомп'ютером на сьогоднішній день.
Математична модель Osiris використовується в основному в галузі фізики плазми і дозволяє змоделювати рух заряджених частинок, складових іонізовану матерію, і електромагнітні взаємодії між цими частинками. Високошвидкісні суперкомп'ютери, такі як Sequoia, дозволяють з допомогою цієї математичної моделі розрахувати поведінка неймовірно складних систем, що складаються з десятків мільярдів і трильйонів окремих частинок.
Виконане моделювання проводилося Фредеріко Фиуза (Frederico Fiuza) і Лоуренсом Феллоу (Lawrence Fellow), вченими-фізиками з лабораторії LLNL. Вони вивчають вплив світла надпотужних лазерів на щільні плазмові освіти з метою отримання реакції термоядерного синтезу, яка може стати нескінченним джерелом екологічно чистої енергії для людства. Метод, відомий як швидке займання, використовує лазери, здатні виробити імпульси світла, потужністю понад петаватта (мільйон мільярдів Ват) протягом мільярдних часток секунди. Ці імпульси розігрівають стислу суміш дейтерію і тритію до температури, що перевищує 50 мільйонів градусів Цельсія, чого достатньо для початку реакції термоядерного синтезу, виділяє велику кількість енергії.
Математична модель Osiris, що використовувалася для проведення таких складних фізичних розрахунків була розроблена понад 10 років тому групою фахівців з Каліфорнійського університету і португальської Технологічного інституту (Instituto Superior Tecnico). Спочатку математичну модель Osiris продемонструвала 75-відсоткову ефективність при розрахунку на суперкомп'ютері Sequoia, але після того, як Фредеріко Фиуза змінив деякі умови обчислень і оптимізував вихідні дані, ефективність обчислень була піднята до 97 відсотків.
Проведене математичне моделювання розраховувало динаміку поведінки понад 100 мільярдів заряджених частинок в дискретні моменти часу. Кількість дискрет склало більш ніж 100 тисяч тимчасових проміжків. Ці величини на порядок більше значень аналогічних величин характеристик математичних моделей займання реакції термоядерного синтезу, розрахованих під час будь-яких попередніх досліджень.
"Подібні обчислення зайняли б рік часу при розрахунку середньої системі з 4 тисячами обчислювальних ядер. Але суперкомп'ютер Sequoia впорався з цим завданням за один день" - розповідає Фредеріко Фиуза, - "Подібні задачі, що вимагають в 400 разів більшої кількості обчислень, при належному рівні оптимізації, можуть бути розраховані за такий же час".