Je leest:

Goede samenwerking vertienvoudigt capaciteit van supercomputer

Goede samenwerking vertienvoudigt capaciteit van supercomputer

Auteur: | 13 mei 2002

Samenwerken betekent coördineren. Die wijsheid kan iedereen die in een team werkt bevestigen. Voor parallelle supercomputers, het favoriete werktuig voor klimatologen, is dit een duidelijke ‘grens aan de groei’. NASA-wetenschappers hebben een creatieve methode gevonden om 10 keer zoveel rekenkracht als normaal uit een supercomputer te persen. Interessant is dat hun methode voor allerlei computermerken en rekenmodellen bruikbaar is.

De kern van het wondermiddel is ’single image shared memory: één centraal geheugen. In de huidige supercomputers heeft elke processor zijn eigen geheugen. Als de ene processor wat ruimte overheeft en een andere die juist wel zou kunnen gebruiken, moeten ze eerst met elkaar in contact treden om opslagruimte uit te wisselen. In een systeem met meer dan vijfhonderd partners leidt dat al snel tot opstoppingen. Een centraal geheugen heeft als voordeel dat elke processor op hetzelfde systeem werkt. Uitwisselen van geheugenruimte kan dus erg snel gebeuren. Ook is het gedeelde geheugen een ideaal medium om tussen processoren onderling informatie uit te wisselen.

Met een goed idee over de opbouw van de computer ben je er alleen nog niet. De software die de processoren in de computer aanstuurt moet er ook op berekend zijn dat er een grote centrale poel van geheugen beschikbaar is. Ook in deze vraag hebben NASA en Silicon Graphics voorzien. Met een stuk softwaregereedschap, ‘multi-level parallelism’ genaamd, kan een programma op verschillende niveau’s – grof- en fijnmazig – worden onderverdeeld. De software werkt goed voor allerlei rekenmodellen en op supercomputers van verschillende merken. Het resultaat van de juiste software bij het juiste geheugen? Tien keer zoveel rekencapaciteit bij een vergelijkbaar aantal processoren.

In deze grafiek is het aantal GigaFLOPS (één GigaFLOP is een miljard berekeningen per seconce) uitgezet tegen het aantal processoren in de supercomputer. De onderste lijn is van een traditionele supercomputer. Hoe meer processoren je toevoegt, hoe minder rekenkracht elke processor kan produceren. De bovenste lijn is het resultaat van de nieuwe technieken van NASA en Silicon Graphics. Deze supercomputer kan veel beter met zijn processoren en geheugen omspringen dan een ouderwetse. Toch krijgt ook dit systeem uiteindelijk problemen als er steeds meer processoren worden toegevoegd. Het volledige potentieel van supercomputers is nog lang niet bereikt. Bron:

Waar is al die rekenkracht voor nodig?

Aardwetenschappers beschrijven de atmosfeer en oceanen door die in kubussen op te delen. Elke kubus heeft zijn eigen temperatuur, druk en chemische samenstelling. Met meer rekenkracht kunnen nog meer eigenschappen van de atmosfeer worden gemodelleerd. Ook kunnen de kubussen worden verkleind, zodat het rekenmodel op een klein gebied kan inzoomen. Een snellere computer kan ook meer situaties doorrekenen. Statistisch gezien wordt een model betrouwbaarder als verschillende situaties goed blijken te kloppen met de waarnemingen.

Biologen vergelijken de vorm van duizenden moleculen van verschillende organismen met elkaar, in de hoop overeenkomsten te vinden. Een mens ziet zulke overeenkomsten maar met moeite. Maar een computer draait er zijn hand niet voor om. De resultaten geven gemeenschappelijke afkomst aan, maar ook welke vorm voor een bepaalde taak goed werkt. Dat levert weer nieuwe inzichten in biologische processen op.

Supercomputers zijn onmisbaar in modern wetenschappelijk onderzoek. Omdat elk systeem duur is en er veel onderzoekers gebruik van willen maken, is efficiëntie van levensbelang. Doorbraken als deze dragen daarom enorm bij aan allerlei takken van onderzoek.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 mei 2002

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.