超级计算机:ARCHER2将如何提高研究的速度和生产力

发布于2020年7月15日

布里斯托大学的Simon McIntosh-Smith教授讨论了高性能计算和英国下一个国家研究超级计算机——ARCHER2的重要性。

作为布里斯托尔大学的高性能计算(HPC)教授,在过去的几年里,我有幸成为ARCHER2项目委员会的一员,该委员会负责交付英国的下一个国家研究超级计算机。我亲眼看到大量的人花费大量的时间和精力来购买和交付这种超级计算机。

什么是超级计算机?

超级计算机是世界上最大的计算机,能够处理比普通计算机更多的数据,执行比普通计算机更复杂的模拟。

超级计算机的性能通常是通过每秒可以实现的浮点运算数来衡量的。在过去的几十年里,由于微电子设计和制造的快速发展,计算性能已经取得了令人难以置信的进步。例如,在1964年,Cray CDC 6600每秒可以执行大约300万次浮点运算,这在当时被认为是非常快的。快进到今天,苹果iPhone 11的性能可以达到每秒约600亿次浮点运算——比20世纪60年代的超级计算机还要强大25000倍。超级计算机也得益于电子技术的同样进步,如今的系统性能甚至比五年前还要逊色。

下一个国家超级计算机

2019年10月,英国研究与创新(UKRI)lol亚博电竞宣布英国下一个国家超级计算机——ARCHER2的采购。UKRI投资于超级计算机,使研究人员能够运行需要大量计算能力的模拟和计算。传统上,科学研究是在实验室中进行的,可能还有一台计算机来解释结果,但现在许多学科的研究都严重依赖专业的超级计算机来进行完全虚拟的实验。能够建模和模拟真实世界的问题,使我们能够探索仅靠实验无法解决的新领域。

ARCHER2的最高性能估计为28×1015性能相当于25万台现代笔记本电脑的总和,或者比1964年的Cray超级计算机快100亿倍。ARCHER2也将在性能上比现有服务的ARCHER提高11倍,为英国科学界提供巨大的利益,使他们能够解决重要的问题,直到现在都不可能。

ARCHER2是由工程和物理科学研究委员会(EPSRC)和自然环境ayabo娱乐平台;pp亚博研究委员会(NERC)联合投资,代表UKRI。它目前由超级计算公司Cray/HPE建造,分两阶段交付,整个系统将于2020年晚些时候投入使用。

阿切尔的成就

在多年的忠实服务之后,目前的超级计算机“弓箭手”很快就要退役了。在过去的六年里,EPSRC和NERC不同领域的研究在ARCHER上取得了很大的成就。在一些领域已经取得了突破,包括飞机发动机的流体动力学,在原子水平上建立新型电池材料的模型,预测药物分子如何与蛋白质相互作用,模拟北海1200多年的风,以及预测沿海洪水。

我个人参与了ARCHER的许多项目,包括与布里斯托尔大学的同事一起设计和开发合成的“纳米笼”分子,这种分子可以在人体内精确地输送药物。劳斯莱斯(Rolls-Royce)最近的一个名为阿西莫夫(ASiMoV)的项目,旨在实现世界上第一个在运行过程中对完整的燃气涡轮发动机进行高保真度模拟,同时包括热力学、电磁学和计算流体动力学。

世界领先的能力

即将到来的ARCHER2将世界领先的能力交到英国科学家手中。看看在第一个ARCHER系统上已经取得的成就,想象一下在ARCHER2的有生之年将会实现哪些难以置信的突破是令人兴奋的。

通过对ARCHER2的投资,UKRI能够造福成千上万已经在使用ARCHER的用户,同时能力的显著增长将使我们能够承担更多的研究人员,他们的工作越来越依赖于超级计算机。计算模拟提高了研究的速度和生产力,并允许研究成果更迅速地转化为对工业和社会的实际影响。我们迫不及待地想看看ARCHER2能带来什么!

作者-教授Simon McIntosh-Smith,布里斯托尔大学