Девять научных проектов, требующих интенсивной вычислительной обработки – от прогнозирования структуры белка до моделирования процессов пенообразования – выиграли конкурс на использование машинного времени двух суперкомпьютерных систем IBM Blue Gene/L, одна из которых развернута в Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) Министерства энергетики США (U.S. Department of Energy, DOE), а другая – в принадлежащем IBM Исследовательском центре им. Т. Дж. Уотсона (T.J. Watson Research Center) в г. Йорктаун Хайтс (Yorktown Heights), штат Нью-Йорк. Конкурс проводился в рамках программы INCITE (Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment – Инновационные вычислительные технологии в теории и эксперименте) под эгидой Министерства энергетики США.
Проектам-победителям выделено около 10 млн. часов суммарного машинного времени обоих суперкомпьютеров в расчете на один процессор. Конкурс выиграли пять новых проектов и четыре проекта, находящиеся на разных стадиях реализации.
Новые проекты:
• Келли Андерсон (Kelly Anderson) из компании Procter & Gamble Co. проведет исследование молекулярных механизмов образования пузырьков в пене; данное исследование призвано помочь в разработке пожаробезопасных химикатов и экологически чистых потребительских товаров.
• Джулия Галли (Giulia Galli) из университета Калифорнии в Дэвисе (University of California–Davis) совместно с сотрудниками Национальной лаборатории им. Лоренса Ливермора (Lawrence Livermore National Laboratory), штат Калифорния, проведет моделирование водных потоков в замкнутом объеме с целью изучения движения воды на нано-уровне; данное исследование направлено на решение проблем в области материаловедения и биологии.
• Пол Фишер (Paul Fischer) из Аргоннской национальной лаборатории совместно с учеными из Университета Иллинойса (University of Illinois) проведет измерения характеристик турбулентного переноса тепла в активной зоне ядерного реактора с натриевым охлаждением с целью изучения процессов теплового смешения; результаты данного исследования могут привести к повышению надежности, безопасности и экономичности современных ядерных реакторов.
• Фани Нюкала (Phani Nukala) из Национальной лаборатории Окриджа (Oak Ridge National Laboratory), штат Теннесси, проведет моделирование процессов деформации материалов с целью изучения влияния неупорядоченной структуры материала на распространение трещин при изломе, а также на другие свойства материала.
• Тамар Сейдеман (Tamar Seideman) из Северо-Западного университета (Northwestern University), штат Иллинойс, проведет моделирование процессов управления световым излучением на нано-уровне; потенциальные области прикладного применения результатов данного исследования – солнечные энергосистемы, химическая промышленность.
Проекты в стадии реализации:
• Дэвид Бейкер (David Baker) из Университета Вашингтона (University of Washington), используя методы высокого разрешения, осуществит прогнозирование структур белка, вплоть до 150 аминокислот в семействах белков с неизвестными структурами – с целью изучения их функций.
• Питер Брэдли (Peter Bradley) из компании Pratt & Whitney Co., используя методы высокоточного воспроизведения, проведет моделирование конструкции камеры сгорания авиационного двигателя, обеспечивающей нужную турбулентность распространения пламени; данное исследование направлено на достижение большей стабильности сгорания топлива и, как следствие, улучшению экологических и эксплуатационных характеристик двигателей.
• Дэвид Макгуайр (David McGuire) из Университета Аляски в г. Фэрбэнкс (University of Alaska Fairbanks) проведет моделирование реакций земной экосистемы на изменение климата и связанные с ним аномалии и дисфункции; данное исследование направлено на изучение меняющихся циклов углеродных выбросов.
• Игорь Цыгельный (Igor Tsigelny) из университета Калифорнии в г. Сан-Диего (University of California–San Diego) объединит модели структур протофибрилл (белковых нитей) на основе синуклеина с экспериментальными данными с целью изучения молекулярной основы предрасположенности к болезни Паркинсона и подготовки материала для дальнейших фармакологических исследований.
Национальная лаборатория в Аргонне в рамках программы INCITE предоставит 4 млн. часов машинного времени своей суперкомпьютерной системы Blue Gene/L (BGL) в расчете на один процессор, а корпорация IBM – 6 млн. часов машинного времени более мощной суперкомпьютерной системы своего исследовательского центра им. Т. Дж. Уотсона (BGW) в расчете на один процессор. Компьютерная система IBM BGW занимает второе место по быстродействию в мировом рейтинге, обладая вычислительной мощностью в 114 терафлоп (114 триллионов операций с плавающей точкой в секунду).
Суперкомпьютер Blue Gene/L был развернут в Национальной лаборатории Аргонна в январе 2005 г. Финансирование проекта осуществлял Отдел исследований в области передовой вычислительной техники (Office of Advanced Scientific Computing Research), входящий в состав Научного отдела Министерства энергетики США. В 2006 г., после успешного тестирования системы и создания организации Argonne Leadership Computing Facility (призванной обеспечить лидерство Argonne National Laboratory в сфере суперкомпьютеров), лаборатория открыла вычислительные ресурсы Blue Gene/L для доступа академических и отраслевых исследователей в рамках программы INCITE.
