Физики из МГУ научили ПК решать задачи в десятки раз быстрее суперкомпьютеров
Группа физиков из
Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ имени М.В.
Ломоносова научилась на персональном компьютере с графическим
процессором проводить расчёты сложных уравнений квантовой механики — ранее для этого использовались только мощные и дорогие
суперкомпьютеры. ПК справляется с задачей в разы быстрее: за 15 минут он
выполняет работу, на которую суперкомпьютер тратит два-три дня. Об этом
сообщается в пресс-службе МГУ.
"Мы добились скорости, которая и присниться не может, — рассказал профессор Владимир Кукулин. – Программа работает так, что 260 миллионов сложных двойных интегралов на настольном компьютере она считает за три секунды".
По словам Кукулина, его коллега из Бохумского университета в
Германии, лаборатория которого занималась тем же, проводил расчёты с
помощью одного из самых больших суперкомпьютеров Германии с известной
архитектурой BLUE GENE. "И то, чего его группа добивается за двое-трое суток, мы делаем за 15 минут, не потратив ни копейки", — добавляет профессор.
Отмечается, что и графические процессоры нужного качества, и огромное
количество программного обеспечения к ним существуют уже десять лет, но
на Западе никто не использовал их для таких расчётов, отдавая предпочтение суперкомпьютерам.
Уравнения, о которых идет речь, были сформулированы еще в 60-х годах прошлого века российским математиком Людвигом Фаддеевым.
Уравнения описывали процесс рассеяния нескольких квантовых частиц, то
есть представляли собой некий квантовомеханический аналог ньютоновой
теории трёх тел. В результате быстро возникла целая область квантовой
механики под названием "физика малочастичных систем".
Главной целью учёных в этой области было научиться решать эти
уравнения. Однако из-за своей невероятной сложности для расчёта
уравнения в случае полностью реалистических взаимодействий между
частицами системы долгое время не поддавались исследователям — до тех
пор, пока не появились суперкомпьютеры.
Группа из НИИЯФ МГУ решила использовать в ПК один из новых
графических процессоров корпорации Nvidia, разработанный для работы в
игровых приставках.
Главной проблемой при решении уравнений рассеяния для нескольких
квантовых частиц было вычисление интегрального "ядра" – громадной
двумерной таблицы, состоящей из десятков и сотен тысяч строк и столбцов,
причем каждый элемент такой огромной матрицы был результатом очень
сложных вычислений.
Но эта таблица представляла собой как бы экран с десятками миллиардов
пикселей, и с помощью хорошего графического процессора её вполне можно
было построить.
Воспользовавшись софтом, разработанным в Nvidia, и написав
собственные программы, учёные разбили свои вычисления на много тысяч
потоков и смогли разрешить задачу.
"Эта работа, на наш взгляд, открывает совершенно новые пути в анализе
ядерных и резонансных химических реакций, — говорит Кукулин. — Она
также может оказаться очень полезной для решения большого числа
вычислительных задач в физике плазмы, электродинамике, геофизике,
медицине и множестве других областей науки".
Он заключает, что учёные хотели бы организовать что-то наподобие
учебных курсов, где исследователи самых разных научных направлений из
периферийных университетов, не имеющие доступа к суперкомпьютерам,
смогли бы научиться делать на своих "персоналках" то же самое, что
делают они. Добавим, что ранее "Вести.Наука" сообщали о том, что российские физики нашли способ ускорить сверхпроводящую память в сотни раз.
Источник: vesti.ru.
Рейтинг публикации:
|
