Strainu onLine

Descriere: Tera-10 este în 2007 al şaptelea cel mai puternic calculator din lume
Materie: Structura Sistemelor de Calcul, Informatică
Referat făcut la facultate.

Download (toate referatele sunt distribuite sub Licenţa CC-BY 3.0)

Mai jos aveţi la dispoziţie o variantă text a referatului. Vă rugăm să reţineţi că această variantă nu are nici un fel de formatare sau poze. Unele caractere pot să nu fie arătate corect. Pentru varianta integrală vă rugăm să downloadaţi referatul.

Calculatorul TERA-10
Facultatea de Automatică şi Calculatoare
Tera-10 – NovaScale
• Sit: Commissariat a l’Energie Atomique (CEA), Bruyères-le-Châtel, Île-de-France
• Familia de sisteme: Bull SA
• Model: NovaScale 5160, Itanium2 Quadrics
• Procesoare: Intel IA-64 Itanium 2 1.6 GHz
• OS: RedHat Linux
• Arhitectură: Constellation
• Aplicaţii: Cercetări militare
• Anul instalării: 2006
• Număr de procesoare: 9968
• Rmax(TFlops): 52.840
• Rpeak(TFlops): 63.7952
• Interconectare: Quadrics
• Memorie principală: 29904GB
Tera-10 – Aplicaţii
• Destinat în principal simulărilor de arme nucleare
• Foloseşte la investigarea momentelor imediat premergătoare unei detonări nucleare împreuna cu:
– Maşina de radiografiere Airix
– Laserul Megajoule – un laser de 1,8Megajoules (240 de fascicule – 8 grupuri de 30)
• Simulările informatice sunt realizate pe baza modelelor fizice şi matematice dezvoltate de către Comisariatul de Energie Atomica francez (CEA)
• Datele iniţiale utilizate sunt
– Cele ale experimentelor din Oceanul Pacific din 1995 şi 1996
– Cele obţinute cu Airix în locaţiile din Moronvillers
– Laserul Megajoule permite de asemenea crearea de date, mai ales legate de fuziunea nucleara, utilizata in bombele cu Hidrogen

Tera-10 – Arhitectură
• Arhitectura Tera-10:
– Cluster de 602 servere Bull NovaScale interconectate de o reţea de mare viteză Quadrics
– Calculatorul central e format din 544 de noduri de calcul, fiecare având 8 procesoare dual core Intel Montecito®
– În total sunt 4352 procesoare, sau 8704 core-uri
– Memoria totala a sistemului este de 30TB
– Capacitatea de stocare este de 1PB, organizata pe 7800 de discuri, accesibile la 100 GB/s
– Tera-10 este cel mai mare calculator ce utilizeaza Linux (RedHat) ca OS
• Programarea:
– Codul folosit este scris în C sau Fortran
– Echipa numără câteva sute de oameni care se ocupă de toate fazele descrise

Tera-10 – Poze (procesare)
Tera-10 – Poze (stocare)
Airix
(Accélérateur à induction pour radiographie pour l’imagerie X.)
• Airix este un aparat de radiografie (întru totul asemănător cu cele folosite în spitale care permite validarea diferitelor modele fizice legate de fazele iniţiale ale exploziei unei arme atomice, înainte de etapa nucleară a exploziei.
• Experienţele derulate pe Airix sunt realizate cu materile inerte, apropiate de materialele nucleare din punct de vedere termic şi mecanic
• Radiografiile rezultate descriu starea materialelor supuse unor deformări extrem de rapide (viteze de 2 000 – 3 000 m/s)
Laserul Mégajoule (LMJ)
Date tehnice:
• Suprafaţă ocupată: 40.000 m2
• Lungime: 300m
• Lăţime: 150m
• LMJ este indispensabil pentru simularea funcţionării armelor nucleare.
• El va permite validarea modelelor şi programelor folosite în simularea numerică şi va fi folosit pentru antrenarea cercetătorilor implicaţi în programul nuclear francez.
• Energia celor 240 de fascicole este concentrată pe o ţintă cu diametrul de câţiva milimetri şi care conţine câteva miligrame de deuteriu şi tritiu (izotopi de hidrogen), declanşând astefel reacţia de fuziune
• Va permite atingerea în laborator a condiţiilor de densitate, presiune, temperatură specifice exploziilor nucleare.
• Va fi pus în funcţiune până în 2010
Linia de Integrare Laser (LIL)
• LIL este prototipul pentru LMJ, având numai 8 fascicole (1 grup), identice cu cele ale LMJ.
• Este ceva mai modest ca dimensiuni, având “numai” 150m/70m şi o suprafaţă totală de 8.500 m2.
• Energia disipata este de 60KJ
• Pus în serviciu în 2002, a permis validarea ideilor care vor fi folosite pentru construirea LMJ
• Performanţele LIL vor putea fi folosite şi în alte scopuri decât cercetarea nucleară
• Cei mai câştigaţi vor fi astro-fizicienii, care vor avea
la dispoziţie uneltele necesare simulării în laborator
a “funcţionării” stelelor.
Programul “Simularea”
Programul “Simularea”
(modelarea fenomenelor)
• Modelarea fenomenelor constă în determinarea fenomenelor fizice care apar în exploziile nucleare şi a felului cum se succed şi interacţionează.
• Ecuaţiile matematice implicate sunt: Navier-Stokes (mecanica fluidelor), Boltzmann (transportul neutronilor) sau cele care determină evoluţia populaţiilor de ioni şi neutroni.
• Odată determinat sistemul de ecuaţii, trebuie depăşite anumite dificultăţi:
– determinarea comportamentului materialelor în domeniile fizice care apar în cazul exploziilor nucleare
– rezolvarea acestor sisteme (partea cea mai grea pentru oameni)
– verificarea lor experimentală (singura metodă prin care se poate ştii dacă ecuaţiile sunt bune )
Programul “Simularea”
(simularea fenomenelor)
• Ecuaţiile rezultate din modelarea fenomenelor fizico-chimice sunt neliniare.
• Se recurge la analiza numerică pentru a genera sisteme foarte mari, dar LINIARE, care pot fi rezolvate mai uşor de calculatoare (vezi teoremele de la MN).
• Pentru a limita dimensiunea sistemelor se recurge la împărţirea domeniului de calcul în zone (relativ) mici – câteva mii de variabile –, numite “zale”. Liniarizarea se face în cadrul acestor “zale” şi funcţionează cu atât mai bine cu cât numărul lor este mai mare (de obicei zeci sau sute de milioane).
• Este necesară o putere de calcul pe măsura sistemelor care trebuie rezolvate, de aceea Tera va ajunge la 100 Tflops până în 2010.
Programul “Simularea”
(validarea simulării)
• Rezultatele simulării sunt în final comparate, mai mult sau mai puţin manual, cu datele rămase de la experienţele din Pacific din 1995-1996 şi cu cele date de Airix şi LMJ.
• Dacă rezultatele obţinute de calculator corespund, modelul folosit este considerat ca “validat” şi poate fi folosit şi pentru alte simulări viitoare.
Programul “Simularea”
(rezumat)
Bibliografie
• http://www.cea.fr/content/download/3409/16810/file/Tera10_janvier2006.pdf
• http://www-dam.cea.fr/dynamique/accueil/accueil.asp
• http://www-dam.cea.fr/statique/zoom/airix.htm
• http://www-lmj.cea.fr/html/cea.htm
• http://solutions.journaldunet.com/0601/diaporama/cea/1.shtml
• http://curs.cs.pub.ro/file.php/2/Handouts_Cursuri/SSC_-_Curs_10.pdf
• Wikipedia